黑膜磷化技术作为一种重要的钢铁表面处理工艺在机械等工业领域得到越来越广泛的重视。特别是黑色磷化膜既不影响零件的精度，又能减少仪器内壁的漫反射，因而主要用于精密钢铸件的防护与装饰。本文首先综述了黑膜磷化工艺的研究意义、国内外研究现状以及该工艺的分类和基本原理；分析了磷化发黑工艺的主要影响因素。然后对现有黑膜磷化配方进行验证，总结这些配方的优缺点；最后在此基础上研究了一种可行的实验方案，并对其进行了相应的实验探讨。以Q235钢为基体材料，采用分步法黑膜磷化工艺，即先常温发黑后中温磷化的实验方法研制出了一种有效的黑膜磷化工艺。讨论了黑化液和磷化液各主要组分以及皂化、油封等后处理对发黑磷化膜的影响。同时使用扫描电子显微镜观察了Q235钢表面黑化膜、磷化膜以及后处理后的表面形貌。实验结果表明：三氯化锑是决定发黑磷化膜层颜色的关键因素，三氯化铁、钼酸铵、酒石酸对黑化膜的形成也各有不同的作用，最佳发黑时间为3.5~5min；在磷化液中磷酸二氢锌浓度不宜超过9.09%，硝酸钙、硝酸镍、柠檬酸和硼酸与黑色磷化膜的质量也有一定的关系；另外，经皂化、油封等后处理后，黑色磷化膜的耐硫酸铜点滴时间可高达35min以上。