Aluminium (Al), som verkar silvervitt, tillhör den ansiktscentrerade kubiska strukturen med en gitterkonstant på 404959,6 nanometer, en relativ atommassa på 26,8, en smältpunkt på 658 grader och en kokpunkt på 2000 grader. Aluminium förekommer inte naturligt i kommersiell zink. Aluminium tillsätts dock medvetet till den smälta zinken under varmförzinkning. Syftet är att förbättra glansen av zinkbeläggningen på stålrör, förbättra dess flexibilitet, ändra strukturen på järn-zinklegeringsskiktet och motverka påverkan av järn i den smälta zinken. En detaljerad uppdelning är följande:
(1) Aluminium förbättrar glansen och flexibiliteten hos galvaniserade stålrör.
Teoretiskt, för att uppnå detta, räcker det med bara {{0}}.02 % aluminium i den smälta zinken. Men eftersom aluminium lätt oxideras vid ytan av den smälta zinken, baserat på erfarenhet, måste ungefär 0,2 % aluminium tillsättas för att bibehålla en 0,02 % aluminiumhalt i den smälta zinken. På grund av den höga affiniteten mellan aluminium och syre, som bildar ett aluminiumoxidskikt, förhindrar detta skikt effektivt diffusion av syre, vilket skyddar den underliggande smälta zinken och den smälta zinken från oxidation. På liknande sätt är andra metalliska element i den smälta zinken också skyddade från oxidation. Som vi vet är zinkoxid som bildas efter oxidation av smält zink gul, och oxider av bly och kadmium är också gula. Utan inverkan av aluminium skulle det galvaniserade lagrets yta vara avsevärt nedsmutsad med gula komponenter, vilket i hög grad påverkar dess glans. Därför tillsätts en viss mängd aluminium vid varmförzinkning för att få ett ljusgalvaniserat lager. Samtidigt, när den smälta zinken innehåller 0,2% aluminium, kan det bästa mönstret erhållas, och flexibiliteten hos det galvaniserade skiktet är särskilt bra.
American Society for Testing and Materials rekommenderar dock att man inte använder aluminium som en ljusgörande metallisk tillsats, och om den används bör den begränsas till under 0,01 %.
(2) Modifiering av det galvaniserade lagrets struktur
Teoretiskt sett, för att uppnå syftet att modifiera det galvaniserade lagrets struktur, räcker det med en aluminiumhalt på {{0}},2 till 0,3 % i den smälta zinken. Men i själva produktionen reagerar aluminium i den smälta zinken lätt med syre och förbrukas. För att bibehålla en aluminiumhalt på 0,2 till 0,3 % i den smälta zinken måste därför cirka 1,5 % till 3,5 % aluminium tillsättas. För att illustrera effekten av aluminiuminnehåll på att modifiera det galvaniserade lagrets struktur, låt oss observera förändringarna i det galvaniserade lagrets struktur när aluminiumhalten gradvis ökar från låg till hög:
En ökning av aluminiumhalten till 0,05 % i den smälta zinken är avsedd att förbättra ytglansen på det galvaniserade lagret men påverkar inte dess struktur. Därför är den galvaniserade strukturen densamma som den pläterad av ren smält zink, bestående av ett vidhäftningsskikt (fas a), ett mellanskikt (fas ), ett lätt sprucket skikt (fas δ₁), ett drivande skikt (fas S), och ett rent zinkskikt (fas η). Skillnaden från det galvaniserade skiktet pläterat av ren smält zink ligger i fasernas kristallina former.
När aluminiumhalten i den smälta zinken är 0,1 %, existerar kristallerna i det drivande skiktet (fas δ₁) i stora block och är inte längre arrangerade i ett kontinuerligt skikt utan som fristående inneslutningar.
När aluminiumhalten i den smälta zinken är 0,15 %, är fördelningen av det drivande skiktet (fas δ₁) inte heller kontinuerlig utan består av större, ömsesidigt lossnade kristallina kluster, med endast skiktet (fas δ₁) uppvisar en något tätare struktur.
När aluminiumhalten i den smälta zinken är 0,24 % är den hämmande effekten på etsning (legering) stark. Om nedsänkningsförzinkningen hålls vid en temperatur av 440 grader under 1 timme i denna smälta zink och sedan inspekteras, visar sig ingen reaktion ha inträffat. Därför finns endast ett rent zinkskikt på provets galvaniserade skikt. Detta beror på att reaktionen mellan aluminium och stålröret bildar en tunn film av FeAl3 (eller Fe2Al5 enligt vissa källor) föreningar, vilket hindrar diffusionen av järnjoner mot zinken.
Av ovanstående kan man se att mängden aluminium är en viktig faktor för att förändra det galvaniserade lagrets struktur. När aluminiuminnehållet är fixerat påverkar processparametrar som nedsänkningstid, flytbarhet (som visas i figur 3-5) och nedsänkningstemperatur också förändringen i zinkskiktets struktur. Därför, vid varmförzinkningsproduktion, är förhållandet mellan dessa tre faktorer fastställt av processspecifikationerna, och endast under strikt reglerade driftsförhållanden kan det önskade galvaniserade skiktet erhållas.
(3) Motverka påverkan av järn i den smälta zinken
Aluminium reagerar med järn i den smälta zinken och bildar tre föreningar: FeAl, FeAl₂ och FeAl₃, vilket minskar dess påverkan på det galvaniserade skiktet.
