L'alumini (Al), que sembla blanc platejat, pertany a l'estructura cúbica centrada en la cara amb una constant de gelosia de 404959,6 nanòmetres, una massa atòmica relativa de 26,8, un punt de fusió de 658 graus i un punt d'ebullició de 2000 graus. L'alumini no es troba naturalment al zinc comercial. Tanmateix, l'alumini s'afegeix deliberadament al zinc fos durant la galvanització en calent. Els propòsits són millorar la brillantor del recobriment de zinc a les canonades d'acer, millorar la seva flexibilitat, alterar l'estructura de la capa d'aliatge de ferro-zinc i contrarestar la influència del ferro en el zinc fos. El desglossament detallat és el següent:
(1) L'alumini millora la brillantor i la flexibilitat de les canonades d'acer galvanitzat.
Teòricament, per aconseguir-ho, només n'hi ha prou amb {{0}}.02% d'alumini al zinc fos. Tanmateix, com que l'alumini s'oxida fàcilment a la superfície del zinc fos, segons l'experiència, s'ha d'afegir aproximadament 0,2% d'alumini per mantenir un contingut d'alumini del 0,02% al zinc fos. A causa de l'alta afinitat entre l'alumini i l'oxigen, que forma una capa d'alúmina, aquesta capa evita eficaçment la difusió de l'oxigen, protegint el zinc fos i el zinc fos subjacents de l'oxidació. De la mateixa manera, altres elements metàl·lics del zinc fos també estan protegits de l'oxidació. Com sabem, l'òxid de zinc format després de l'oxidació del zinc fos és groc, i els òxids de plom i cadmi també són grocs. Sense l'efecte de l'alumini, la superfície de la capa galvanitzada quedaria tacada significativament amb components grocs, afectant molt la seva brillantor. Per tant, s'afegeix una certa quantitat d'alumini durant la galvanització en calent per obtenir una capa galvanitzada brillant. Mentrestant, quan el zinc fos conté un 0,2% d'alumini, es pot obtenir el millor patró i la flexibilitat de la capa galvanitzada és especialment bona.
Tanmateix, l'American Society for Testing and Materials recomana no utilitzar l'alumini com a additiu metàl·lic brillant i, si s'utilitza, hauria de limitar-se a menys de 0,01%.
(2) Modificació de l'estructura de la capa galvanitzada
Teòricament, per aconseguir el propòsit de modificar l'estructura de la capa galvanitzada, és suficient un contingut d'alumini de {{0}},2 a 0},3% en el zinc fos. Tanmateix, en la producció real, l'alumini del zinc fos reacciona fàcilment amb l'oxigen i es consumeix. Per tant, per mantenir un contingut d'alumini de 0,2 a 0,3% en el zinc fos, s'ha d'afegir aproximadament de l'1,5% al 3,5% d'alumini. Per il·lustrar l'efecte del contingut d'alumini en la modificació de l'estructura de la capa galvanitzada, observem els canvis en l'estructura de la capa galvanitzada a mesura que el contingut d'alumini augmenta gradualment de baix a alt:
Un augment del contingut d'alumini a 0,05% en el zinc fos pretén millorar la brillantor superficial de la capa galvanitzada, però no afecta la seva estructura. Per tant, l'estructura galvanitzada és la mateixa que la xapada de zinc fos pur, que consisteix en una capa d'adhesió (fase a), una capa intermèdia (fase ), una capa lleugerament esquerdada (fase δ₁), una capa a la deriva (fase S), i una capa de zinc pur (fase η). La diferència amb la capa galvanitzada xapada de zinc fos pur està en les formes cristal·lines de les fases.
Quan el contingut d'alumini en el zinc fos és de 0,1%, els cristalls de la capa a la deriva (fase δ₁) existeixen en grans blocs i ja no estan disposats en una capa contínua sinó com a inclusions separades.
Quan el contingut d'alumini en el zinc fos és de 0,15%, la distribució de la capa a la deriva (fase δ₁) tampoc no és contínua, sinó que consisteix en cúmuls cristal·lins més grans i separats mútuament, amb només la capa (fase δ₁) mostra una estructura una mica més densa.
Quan el contingut d'alumini del zinc fos és de 0,24%, l'efecte inhibidor del gravat (aliatge) és fort. Si la galvanització per immersió es manté a una temperatura de 440 graus durant 1 hora en aquest zinc fos i després s'inspecciona, no s'ha trobat cap reacció. Per tant, només existeix una capa de zinc pur a la capa galvanitzada de la mostra. Això es deu al fet que la reacció entre l'alumini i la canonada d'acer forma una pel·lícula fina de compostos FeAl₃ (o Fe₂Al₅ segons algunes fonts), que dificulta la difusió dels ions de ferro cap al zinc.
A partir de l'anterior, es pot veure que la quantitat d'alumini és un factor important per canviar l'estructura de la capa galvanitzada. Quan es fixa el contingut d'alumini, els paràmetres del procés com el temps d'immersió, la fluïdesa (com es mostra a la figura 3-5) i la temperatura d'immersió també influeixen en el canvi en l'estructura de la capa de zinc. Per tant, en la producció de galvanització en calent, la relació entre aquests tres factors està estipulada per les especificacions del procés i només en condicions de funcionament estrictament regulades es pot obtenir la capa galvanitzada desitjada.
(3) Contrarestar la influència del ferro en el zinc fos
L'alumini reacciona amb el ferro en el zinc fos per formar tres compostos: FeAl, FeAl₂ i FeAl₃, reduint així el seu impacte sobre la capa galvanitzada.
