在磷化处理过程中，为提高磷化膜的耐腐蚀作用，人们一般在磷化剂中加入镍盐，镍离子因为能够大幅度提高磷化膜的附着力和耐腐蚀性而广泛应用于近代磷化工艺中，但镍离子对人体健康和环境保护都是不利的，镍可引起接触性皮炎，可引起中枢性循环和呼吸紊乱，使心肌、脑、肺和肾出现水肿、出血和变性;大量口服时会出现呕吐（像铜中毒一样）、腹泻、急性胃肠炎和齿龈炎;长期接触，能使头发变白，可能会导致全身中毒，肺、肝、脑等损害，并最终可能导致肺癌、胃癌、副鼻窦癌的发病率和死亡率的增高。随着国家环保要求的提高，对于废水中镍含量的排放要求也越来越严格，已经从原来的总排口废水中镍含量1.0 mg/L提高到不高于0.5 mg/L。因此要求使用含镍溶液厂家的废水处理需要得到严格控制，对于涂装前处理工艺来说迫切希望能够寻找一种无镍磷化工艺替代现有含镍工艺，同时要求其形成的磷化膜的附着力和耐蚀性不亚于现有含镍磷化工艺。　　本文就是在此背景下通过查阅大量国内外文献资料，根据磷化基本理论知识，选用元素周期表中各种和镍盐具有相似性质的元素替代通常配方中的镍，通过复配形式进行性能考察实验，从中筛选出最佳替代原料，并通过正交设计实验来优化实验过程和配方，通过性能评价实验来评价结果，最终筛选出最优的原料组成和它们之间的最佳配比，以满足本次实验的要求。同时，本次开发还需要考虑到产品成本的合理控制。　　实验结果表明:当磷化液的TA在22～24pt，FA在0.9～1.1pt，AC在2.5～3.5pt之间，温度介于40～45℃，磷化时间为2～3min时，磷化膜外观均匀、致密，结晶颗粒度小于10μm，P比大于85％，膜重为2～3 g/m2，完全符合现有汽车涂装标准要求。最终正交实验得到的优化配方为:　　氧化锌:33(g/L);磷酸:430(g/L);碳酸钠:60(g/L);碳酸锰:23(g/L);硝酸钴:30(g/L);硝酸镁:88(g/L);钨酸钠:3(g/L);硝酸铁:1.9(g/L).