在热镀锌过程中，锌层脆化（如镀层开裂、剥落或力学性能下降）主要由锌铁合金层（Γ相、δ相）过厚、晶粒粗大或残余应力过大引起。为避免脆化，需从‌工艺参数优化‌、‌材料选择‌和‌过程控制‌三方面综合控制：

一、锌层脆化的主要原因‌

锌液温度过高‌（>470℃）：导致锌铁反应剧烈，过量合金层（Γ相）形成。

浸锌时间过长‌：合金层厚度超出临界值（通常>80μm）。

钢材成分影响‌：高硅（Si>0.25%）或高磷（P>0.04%）钢易生成粗大合金层。

冷却速度不当‌：快速冷却导致镀层内应力集中。

前处理缺陷‌：酸洗过腐蚀或钝化残留破坏基材表面活性。

二、关键控制措施‌

1. ‌锌液温度精准控制‌

目标温度‌：450~460℃（硅镇静钢可降至440~450℃）。

控制方法‌：

熔锌炉采用‌分段加热+余热回收‌，避免局部过热。

安装‌三支热电偶‌多点监测锌液温度，结合PID算法动态调节。

锌锭预加热（至200℃）后分批添加，减少温度波动[^6][^9]。

2. ‌浸锌时间优化‌

时间范围‌：

薄板件：1~3分钟；

结构件：3~5分钟（避免超过5分钟）。

控制手段‌：

采用‌变频调速传送系统‌，根据工件厚度自动匹配链速。

对硅含量高的钢材（如S355钢），缩短浸锌时间至2~3分钟。

3. ‌钢材成分适应性调整‌

硅（Si）控制‌：

普通钢材：优选Si<0.25%；

高硅钢（如S460MC）：前处理增加‌预镀镍‌工艺（0.5~1μm），抑制锌铁过度反应。

磷（P）控制‌：炼钢时限制P≤0.04%，必要时添加稀土元素细化晶粒。

4. ‌镀后冷却工艺优化‌

梯度冷却法‌：

初始阶段（锌层凝固前）：风冷（风速10~15m/s）；

后续阶段：水雾冷却（水温30~50℃）。

冷却速率控制‌：≤15℃/s，避免快速收缩导致内应力开裂。

5. ‌气刀参数精细调节‌

气刀压力‌：0.3~0.5 MPa（根据镀层厚度动态调整）；

氮气纯度‌：≥99.8%，防止锌液二次氧化；

喷射角度‌：20~25°（角度过大会导致局部锌层过薄，角度过小易残留液态锌）。

6. ‌前处理工艺改进‌

酸洗控制‌：盐酸浓度10~15%，温度≤40℃，酸洗时间≤30分钟；

超声波辅助清洗‌：频率25~40 kHz，清除酸洗残留物；

助镀剂优化‌：氯化锌铵（ZnCl₂·NH₄Cl）溶液中添加0.1%表面活性剂，增强润湿性。