百年历史的锌保护钢制品，热镀锌的定义、背景及广泛应用

使用锌来保护钢铁制品已有上百年的历史，广泛应用于建筑钢材、钢结构、各类基础设施及各类钢部件的表面防护。热镀锌作为一种有效的金属表面处理方法，在各个领域得到了广泛的应用，从机械零件到建筑结构，从汽车到航空航天，都可以看到热镀锌的身影。

1.热镀锌的定义及背景

热镀锌又称热浸镀锌、热浸镀锌，是一种有效的金属防腐工艺，主要用于各行业的钢结构上。它是将碳钢、铸铁等金属构件除锈后浸入435-445℃的熔融锌液中，使工件表面附着一层锌铁合金层和纯锌层，从而达到防腐的目的。热镀锌起源于19世纪末，当时主要用于保护铁制品免受腐蚀。随着技术的发展，热镀锌逐渐成为一种重要的金属表面处理工艺，广泛应用于各个领域。

2.热镀锌的优点

1. 整个铁表面均受到保护。无论是凹陷部位，管道内部，还是其他涂层难以进入的任何角落，熔融的锌都可以轻松均匀地覆盖它们。

2、镀锌层的硬度大于钢材的硬度，所以其抗冲击性能和耐磨性能相当好。

3、在拐角处，锌层往往比其他地方厚，且韧性好，耐磨性好。其它涂层在这些拐角处往往最薄，施工最困难，而且最容易受到损坏，因此经常需要保养。

4、即使因较大的机械损伤或其他原因造成一小部分锌层脱落，露出铁基体，周围的锌层也会起牺牲阳极的作用，保护此处的钢材不被腐蚀。而其它涂层则正好相反，会立即产生锈蚀，并迅速蔓延至涂层底部，造成涂层剥落。

5、锌层在大气中的消耗速度非常缓慢，约为钢铁腐蚀速度的1/17至1/18，且是可以预见的。其寿命远远超过其它任何涂层。

6、涂层在一定环境下的寿命主要由涂层厚度决定。涂层厚度由钢材厚度决定，即钢材越厚，涂层越厚。因此，同一钢结构中越厚的钢件也必须获得较厚的涂层，以保证较长的寿命。

7、为了美观、艺术，或在特定的严重腐蚀环境中使用时，镀锌层可以再涂装。只要正确选择油漆体系，施工简便，其防腐效果比单独涂装和热镀锌综合寿命高1.5~2.5倍。

8.除热镀锌外，还有许多其他方法用锌层保护钢材。通常，应用最广泛、防腐效果最好、最经济的方法是热镀锌。

3、热镀锌的应用范围

1、石油化工：热镀锌常用于保护石油化工设备免受腐蚀，如管道、阀门、法兰、泵等。

2、建筑领域：热镀锌可用于保护建筑结构免受腐蚀，如钢筋，钢板，脚手架等。

3、轻工业：轻工业中的各种金属制品均可采用热镀锌，如：钢笔、五金、家具等。

4、航空航天：热镀锌广泛应用于航空航天领域，用来保护飞机、火箭等航空设备免受腐蚀。

4.热镀锌层形成过程

热镀锌的形成过程就是在铁基体和最外层的纯锌层之间形成铁锌合金的过程。热镀锌时工件表面形成铁锌合金层，使铁和纯锌层很好的结合在一起。这个过程可以简单的描述为：当铁工件浸入熔融的锌液中时，在界面上首先形成锌和α铁（体心）的固溶体。这是基体金属铁在固态下溶解锌原子而形成的晶体。两种金属原子是融合在一起的，原子之间的吸引力比较小。

因此，当锌在固溶体中达到饱和状态时，锌和铁原子相互扩散，扩散到（或渗入到）铁基体的锌原子在基体晶格中迁移，逐渐与铁形成合金。扩散到熔融的锌液中的铁与锌形成金属间化合物FeZn13，沉至热镀锌锅底，即为锌渣。当工件从浸锌溶液中取出时，表面形成一层纯锌层，为六方晶体。其铁含量不大于0.003％。