Aluminium (Al), som virker sølvhvitt, tilhører den ansiktssentrerte kubiske strukturen med en gitterkonstant på 404959,6 nanometer, en relativ atommasse på 26,8, et smeltepunkt på 658 grader og et kokepunkt på 2000 grader. Aluminium forekommer ikke naturlig i kommersiell sink. Imidlertid tilsettes aluminium bevisst til den smeltede sinken under varmgalvanisering. Formålet er å forbedre glansen til sinkbelegget på stålrør, forbedre dets fleksibilitet, endre strukturen til jern-sink-legeringslaget, og motvirke påvirkningen av jern i den smeltede sinken. En detaljert inndeling er som følger:
(1) Aluminium forbedrer glansen og fleksibiliteten til galvaniserte stålrør.
For å oppnå dette er teoretisk sett bare {{0}}.02 % aluminium i den smeltede sinken er tilstrekkelig. Men siden aluminium lett oksideres ved overflaten av den smeltede sinken, basert på erfaring, må omtrent 0,2 % aluminium tilsettes for å opprettholde et 0,02 % aluminiuminnhold i den smeltede sinken. På grunn av den høye affiniteten mellom aluminium og oksygen, som danner et aluminiumoksydlag, forhindrer dette laget effektivt diffusjon av oksygen, og beskytter den underliggende smeltede sink og smeltet sink mot oksidasjon. På samme måte er andre metalliske elementer i den smeltede sinken også skjermet mot oksidasjon. Som vi vet er sinkoksid dannet etter oksidering av smeltet sink gult, og oksider av bly og kadmium er også gule. Uten effekten av aluminium ville overflaten til det galvaniserte laget bli betydelig anløpt med gule komponenter, noe som i stor grad påvirke glansen. Derfor tilsettes en viss mengde aluminium under varmforsinking for å få et lyst galvanisert lag. I mellomtiden, når den smeltede sinken inneholder 0,2% aluminium, kan det beste mønsteret oppnås, og fleksibiliteten til det galvaniserte laget er spesielt god.
American Society for Testing and Materials anbefaler imidlertid ikke å bruke aluminium som et lysgjørende metallisk tilsetningsstoff, og hvis det brukes, bør det begrenses til under 0.01 %.
(2) Modifisering av strukturen til det galvaniserte laget
For å oppnå formålet med å modifisere det galvaniserte lagets struktur, er det teoretisk nok et aluminiuminnhold på {{0}}.2 til 0.3 % i den smeltede sinken. Men i faktisk produksjon reagerer aluminium i den smeltede sinken lett med oksygen og forbrukes. Derfor, for å opprettholde et aluminiuminnhold på 0,2 til 0,3 % i den smeltede sinken, må ca. 1,5 % til 3,5 % aluminium tilsettes. For å illustrere effekten av aluminiuminnhold på å modifisere det galvaniserte lagets struktur, la oss observere endringene i det galvaniserte lagets struktur når aluminiuminnholdet gradvis øker fra lavt til høyt:
En økning i aluminiuminnholdet til 0,05 % i den smeltede sinken er ment å forbedre overflateglansen til det galvaniserte laget, men påvirker ikke strukturen. Derfor er den galvaniserte strukturen den samme som er belagt fra ren smeltet sink, bestående av et adhesjonslag (fase a), et mellomlag (fase ), et lett sprukket lag (fase δ₁), et drivende lag (fase S), og et rent sinklag (fase η). Forskjellen fra det galvaniserte laget belagt fra ren smeltet sink er i de krystallinske formene til fasene.
Når aluminiuminnholdet i den smeltede sinken er 0,1 %, eksisterer krystallene i det drivende laget (fase δ₁) i store blokker og er ikke lenger anordnet i et kontinuerlig lag, men som løsrevne inneslutninger.
Når aluminiuminnholdet i den smeltede sinken er 0,15 %, er fordelingen av det drivende laget (fase δ₁) heller ikke kontinuerlig, men består av større, gjensidig løsnede krystallinske klynger, med bare laget (fase δ₁) viser en litt tettere struktur.
Når aluminiuminnholdet i den smeltede sinken er 0.24 %, er den hemmende effekten på etsing (legering) sterk. Hvis nedsenkingsgalvaniseringen holdes ved en temperatur på 440 grader i 1 time i denne smeltede sinken og deretter inspiseres, er det ikke funnet noen reaksjon. Derfor er det bare et rent sinklag på det galvaniserte laget av prøven. Dette er fordi reaksjonen mellom aluminium og stålrøret danner en tynn film av FeAl3 (eller Fe2Al5 ifølge noen kilder) forbindelser, og hindrer diffusjonen av jernioner mot sinken.
Av ovenstående kan man se at mengden aluminium er en viktig faktor for å endre strukturen til det galvaniserte laget. Når aluminiuminnholdet er fast, påvirker prosessparametere som nedsenkingstid, fluiditet (som vist i figur 3-5) og nedsenkingstemperatur også endringen i sinklagets struktur. Derfor, i varmgalvaniseringsproduksjon, er forholdet mellom disse tre faktorene fastsatt av prosessspesifikasjonene, og kun under strengt regulerte driftsforhold kan det ønskede galvaniserte laget oppnås.
(3) Motvirke påvirkningen av jern i smeltet sink
Aluminium reagerer med jern i den smeltede sinken og danner tre forbindelser: FeAl, FeAl2 og FeAl3, og reduserer dermed innvirkningen på det galvaniserte laget.
