Feuerverzinken ist ein metallurgischer Reaktionsprozess. Aus mikroskopischer Sicht beinhaltet der Feuerverzinkungsprozess zwei dynamische Gleichgewichte: thermisches Gleichgewicht und Zink-Eisen-Austauschgleichgewicht. Wenn Stahlwerkstücke in geschmolzenes Zink bei etwa 450 Grad eingetaucht werden, absorbieren die Werkstücke bei Raumtemperatur Wärme aus der Zinkflüssigkeit. Wenn die Temperatur der Werkstücke über 200 Grad steigt, wird die Wechselwirkung zwischen Zink und Eisen allmählich sichtbar, wobei Zink in die Oberfläche der Eisenwerkstücke eindringt.
Wenn sich die Temperatur der Werkstücke allmählich der des geschmolzenen Zinks annähert, bildet sich auf der Oberfläche der Werkstücke eine Legierungsschicht mit unterschiedlichen Zink-Eisen-Verhältnissen, die die Schichtstruktur der Zinkbeschichtung bildet. Im Lauf der Zeit zeigen verschiedene Legierungsschichten innerhalb der Beschichtung unterschiedliche Wachstumsraten. Aus makroskopischer Sicht manifestiert sich dieser Prozess als Eintauchen der Werkstücke in das geschmolzene Zink, wodurch die Zinkoberfläche zu kochen beginnt. Wenn die Zink-Eisen-Reaktion allmählich ein Gleichgewicht erreicht, beruhigt sich die Zinkoberfläche. Sobald die Werkstücke aus dem geschmolzenen Zink gehoben werden und ihre Temperatur allmählich unter 200 Grad sinkt, stoppt die Zink-Eisen-Reaktion und die feuerverzinkte Beschichtung bildet sich mit einer bestimmten Dicke.
Zu den wichtigsten Faktoren, die die Dicke der Zinkbeschichtung beeinflussen, gehören die Zusammensetzung des Grundmetalls, die Oberflächenrauheit des Stahls, der Gehalt und die Verteilung aktiver Elemente wie Silizium und Phosphor im Stahl, innere Spannungen im Stahl, die geometrischen Abmessungen des Werkstücks und das Feuerverzinkungsverfahren.
Sowohl die aktuellen internationalen als auch die chinesischen Normen für das Feuerverzinken kategorisieren die Stahldicke in Intervalle und geben die durchschnittliche und lokale Mindestdicke der Zinkbeschichtung an, die erreicht werden muss, um Korrosionsbeständigkeit zu gewährleisten. Werkstücke mit unterschiedlicher Stahldicke benötigen unterschiedlich lange Zeit, um das thermische Gleichgewicht und das Zink-Eisen-Austauschgleichgewicht zu erreichen, was zu unterschiedlichen Beschichtungsdicken führt.
Die in den Normen angegebene durchschnittliche Beschichtungsdicke basiert auf Erfahrungen aus der industriellen Produktion, die sich aus dem oben genannten Verzinkungsmechanismus ergeben, während die lokale Dicke die ungleichmäßige Verteilung der Zinkbeschichtungsdicke und die empirischen Werte berücksichtigt, die für die Korrosionsbeständigkeit der Beschichtung erforderlich sind.
