溶融亜鉛めっきは冶金反応プロセスです。微視的な観点から見ると、溶融亜鉛めっきプロセスには、熱平衡と亜鉛鉄交換平衡という 2 つの動的平衡が関係しています。鋼鉄のワークピースを約 450 度の溶融亜鉛に浸すと、室温のワークピースは亜鉛液体から熱を吸収します。ワークピースの温度が 200 度を超えると、亜鉛と鉄の相互作用が徐々に明らかになり、亜鉛が鉄のワークピースの表面に浸透します。
ワークピースの温度が徐々に溶融亜鉛の温度に近づくと、ワークピースの表面にさまざまな亜鉛と鉄の比率を持つ合金層が形成され、亜鉛コーティングの層状構造を構成します。時間の経過とともに、コーティング内のさまざまな合金層の成長速度が異なります。マクロ的な観点から見ると、このプロセスは、ワークピースが溶融亜鉛に浸され、亜鉛表面が沸騰するという形で現れます。亜鉛と鉄の反応が徐々に平衡に達すると、亜鉛表面は落ち着きます。ワークピースが溶融亜鉛から引き上げられ、温度が徐々に 200 度以下に下がると、亜鉛と鉄の反応が停止し、所定の厚さの溶融亜鉛メッキコーティングが形成されます。
亜鉛コーティングの厚さに影響を与える主な要因には、母材の組成、鋼の表面粗さ、鋼中のシリコンやリンなどの活性元素の含有量と分布、鋼内の内部応力、ワークピースの幾何学的寸法、溶融亜鉛めっきプロセスなどがあります。
溶融亜鉛めっきに関する現在の国際規格と中国規格は、鋼板の厚さを区間別に分類し、耐腐食性を確保するために達成しなければならない亜鉛コーティングの平均厚さと局所最小厚さを規定しています。鋼板の厚さが異なるワークピースは、熱平衡と亜鉛鉄交換平衡に達するのに異なる時間を要するため、コーティングの厚さも異なります。
規格で規定されている平均コーティング厚さは、前述の亜鉛メッキメカニズムから得られた工業生産経験に基づいていますが、局所的な厚さは、亜鉛コーティング厚さの不均一な分布と、コーティングの耐食性に必要な経験値を考慮に入れています。
