熱鍍鋅，也稱為熱浸鍍鋅或熱浸鋅，是一種將鋼材浸入熔融的鋅液中以獲得金屬覆蓋層的方法。這種方法主要用于提高鋼鐵材料的耐腐蝕性，廣泛應(yīng)用于各種金屬結(jié)構(gòu)設(shè)施上，如鐵塔、電力設(shè)施、公路護(hù)欄等，此外，熱鍍鋅也用于緊固件、管道、機(jī)械零件等的防腐處理。

熱鍍鋅層防護(hù)性能

熱鍍鋅覆蓋能力好，鍍層致密，無有機(jī)物夾雜。眾所周知，鋅的抗大氣腐蝕的機(jī)理有機(jī)械保護(hù)及電化學(xué)保護(hù)，在大氣腐蝕條件下鋅層表面有ZnO、Zn(OH)2及堿式碳酸鋅保護(hù)膜，一定程度上減緩鋅的腐蝕，這層保護(hù)膜(也稱白銹)受到破壞又會形成新的膜層。當(dāng)鋅層破壞嚴(yán)重，危及到鐵基體時(shí)，鋅對基體產(chǎn)生電化學(xué)保護(hù)，鋅的標(biāo)準(zhǔn)電位-0.76V，鐵的標(biāo)準(zhǔn)電位-0.44V，鋅與鐵形成微電池時(shí)鋅作為陽極被溶解，鐵作為陰極受到保護(hù)。顯然熱鍍鋅對基體金屬鐵的抗大氣腐蝕能力優(yōu)于電鍍鋅。

熱鍍鋅層形成過程

熱鍍鋅層形成過程是鐵基體與***外面的純鋅層之間形成鐵-鋅合金的過程，工件表面在熱浸鍍時(shí)形成鐵-鋅合金層，才使得鐵與純鋅層之間很好結(jié)合，其過程可簡單地?cái)⑹鰹椋寒?dāng)鐵工件浸入熔融的鋅液時(shí)，首先在界面上形成鋅與α鐵(體心)固熔體。這是基體金屬鐵在固體狀態(tài)下溶有鋅原子所形成一種晶體，兩種金屬原子之間是融合，原子之間引力比較小。因此，當(dāng)鋅在固熔體中達(dá)到飽和后，鋅鐵兩種元素原子相互擴(kuò)散，擴(kuò)散到(或叫滲入)鐵基體中的鋅原子在基體晶格中遷移，逐漸與鐵形成合金，而擴(kuò)散到熔融的鋅液中的鐵就與鋅形成金屬間化合物FeZn13，沉入熱鍍鋅鍋底，即為鋅渣。當(dāng)工件從浸鋅液中移出時(shí)表面形成純鋅層，為六方晶體。其含鐵量不大于0.003%。熱鍍鋅抗腐蝕能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于冷鍍鋅（又稱電鍍鋅）。熱鍍鋅在幾年里都不會生銹，冷鍍鋅在半年里就會生銹。冷鍍鋅工藝用于保護(hù)金屬防止腐蝕，為此利用了鋅填料的涂料，在利用任何一種涂敷的方法將其涂在被保護(hù)表面，干燥之后形成鋅填料涂層，在干燥涂層中具有含量的鋅（達(dá)到95%）。鋼鐵在冷卻的條件下在表面鍍鋅，而熱鍍鋅是鋼管在熱浸的條件下對表面鍍鋅，它的附著力很強(qiáng)，不容易脫落，熱鍍鋅管雖然也出現(xiàn)銹蝕的現(xiàn)象，但在很長的周期可以滿足技術(shù)、衛(wèi)生要求。

熱鍍鋅設(shè)計(jì)的鍍層厚度要求影響熱鍍鋅設(shè)計(jì)的鍍層厚度的因素主要有：基體金屬成分，鋼材的表面粗糙度，鋼材中的活性元素硅和磷含量及分布狀態(tài)，鋼材的內(nèi)應(yīng)力，工件幾何尺寸，熱浸鍍鋅工藝?，F(xiàn)行的國際和國內(nèi)熱鍍鋅標(biāo)準(zhǔn)都根據(jù)鋼材厚度劃分區(qū)段，鋅鍍層平局厚度以及局部厚度應(yīng)達(dá)到相應(yīng)厚度，以確定鋅鍍層的防腐蝕性能。鋼材厚度不同的工件，達(dá)成熱平衡和鋅鐵交換平衡所需的時(shí)間不同，形成的鍍層厚度也不同。標(biāo)準(zhǔn)中的鍍層平均厚度是基于上述鍍鋅機(jī)理的工業(yè)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)值，局部厚度是考慮到鋅鍍層厚度分布的不均勻性以及對鍍層防腐蝕性要求所需要的經(jīng)驗(yàn)值。因此，ISO標(biāo)準(zhǔn)，美國ASTM標(biāo)準(zhǔn)，日本JIS標(biāo)準(zhǔn)和中國標(biāo)準(zhǔn)在鋅鍍層厚度要求上略有不同，大同小異。通常電鍍鋅層厚度5~15μm，而熱鍍鋅層一般在35μm以上，甚至高達(dá)200μm。

熱鍍鋅鍍層厚度的作用和影響

熱鍍鋅鍍層的厚度決定了鍍件的防腐蝕性能。由美國熱鍍鋅協(xié)會提供的相關(guān)數(shù)據(jù)。用戶可以選擇高于或低于標(biāo)準(zhǔn)的鋅鍍層厚度。對于表面光滑的3mm以下薄鋼板，工業(yè)生產(chǎn)中得到較厚的鍍層是困難的，另外，與鋼材厚度不相稱的鋅鍍層厚度會影響鍍層與基材的結(jié)合力以及鍍層外觀質(zhì)量。過厚的鍍層會造成鍍層外觀粗糙，易剝落，鍍件經(jīng)不起搬運(yùn)和安裝過程中的碰撞。鋼材中如果存在較多的活性元素硅和磷，工業(yè)生產(chǎn)中得到較薄的鍍層也十分困難，這是由于鋼中的硅含量影響鋅鐵間的合金層生長方式，會使ζ相鋅鐵合金層迅速生長并將ζ相推向鍍層表面，致使鍍層表面粗糙無光，形成附著力差的灰暗鍍層。因此，如上述討論結(jié)果，鍍鋅層的生長存在不確定性，實(shí)際生產(chǎn)中要取得某一范圍的鍍層厚度常常是困難的，熱鍍鋅標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的厚度是大量實(shí)驗(yàn)后產(chǎn)生的經(jīng)驗(yàn)值，照顧到了各種因素和要求，較為合理。

熱鍍鋅是一種有效的金屬防腐方法，通過將鋼材浸入熔融的鋅液中，形成一層堅(jiān)固的鋅鐵合金層，從而提供長期的防腐保護(hù)。盡管熱鍍鋅工藝復(fù)雜且成本較高，但其優(yōu)異的耐腐蝕性和機(jī)械強(qiáng)度使其在許多工業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。