Mạ kẽm nhúng nóng (Hot dip galvanized steel - HDG) là quá trình thép được nhúng trong kẽm nóng chảy để tạo ra một lớp phủ chống rỉ sét. Thép mạ kẽm nhúng nóng có cấu hình tinh thể đặc trưng trên bề mặt của thép.

Trong lĩnh vực xây dựng công nghiệp và giao thông, các sản phẩm bằng sắt, thép được mạ kẽm để chống lại ăn mòn hóa học dưới tác dụng của môi trường, có 3 phương pháp mạ kẽm: phun sơn mạ kẽm, mạ điện phân và mạ kẽm nhúng nóng.

Mạ kẽm nhúng nóng
Mạ kẽm nhúng nóng (Hot dip galvanized steel - HDG) là quá trình thép được nhúng trong kẽm nóng chảy để tạo ra một lớp phủ chống rỉ sét. Thép mạ kẽm nhúng nóng có cấu hình tinh thể đặc trưng trên bề mặt của thép.

Thép mạ kẽm nhúng nóng có chiều dày lớp mạ lớn hơn nhiều so với phương pháp mạ điện phân và tất nhiên có độ bền cao hơn. Mạ kẽm nhúng nóng thường được sử dụng trong các ứng dụng thép ở ngoài trời, chịu tác động trực tiếp của thời tiết.

Thép mạ kẽm nhúng nóng được sản xuất qua các công đoạn:

Xử lí bề mặt
Trước tiên, thép được rửa sạch các chất dầu mỡ bám dính trên bề mặt và rửa sạch bằng nước. Sau đó, thép được đưa vào các bề acid (HCl) để loại bỏ bụi bẩn và sự oxy hóa trên bề mặt của kim loại.

Sản phẩm trước khi nhúng kẽm cần sấy khô để khi nhúng sản phẩm vào bể nhúng kẽm không bị bắn tung tóe và hơn nữa, bước sấy khô còn nhằm mục đích gia nhiệt sơ bộ cho chi tiết trước khi chuyển sang nhúng kẽm.

Nhúng kẽm
Nhúng trong một nồi đun kẽm nóng chảy ở nhiệt độ khoảng 435 - 455° C.

Kẽm nóng phản ứng với thép, tạo thành một bề mặt hợp kim với các lớp riêng biệt. Lớp bên trong là khoảng 75% kẽm và 25% thép; lớp ngoài là 100% kẽm.
Làm mát
Sản phẩm mạ kẽm được làm mát bằng không khí lạnh hoặc bằng nước. Sản phẩm được kiểm tra và chuẩn bị xuất xưởng bàn giao cho khách hàng.

Nguyên lý bảo vệ của phương pháp mạ kẽm nhúng nóng
Khi tiếp xúc với không khí, kẽm phản ứng với oxy, nước và carbon dioxide để tạo thành một lớp kẽm cacbonat (ZnCO3) tương đối bền vững. Lớp kẽm cacbonat này sẽ bảo vệ thép bằng hai cách: thứ nhất, nó tạo ra một lớp bền mặt cơ học giữa thép và không khí, giảm thiểu tiếp xúc với oxy. Thứ hai, kẽm đóng vai trò như một cực anode. Kẽm oxy hóa nhanh hơn sắt, nên sẽ nhường các electron trong quá trình này. Thép nhận các điện tử này, chúng giảm khả năng phản ứng hóa học của sắt và làm chậm sự ăn mòn quá trình.

Bề mặt kẽm sẽ làm chậm quá trình oxy hóa của sắt, có thể bảo vệ thép trong một thời gian dài. Tuy nhiên, khi tiếp xúc với các chất ăn mòn và hóa chất trong môi trường, lượng kẽm sẽ giảm dần và làm giảm hiệu quả bảo vệ lớp thép bên trong. Mưa axit và nước muối sẽ tăng cả tốc độ ăn mòn, làm cho bề mặt kẽm bị phá vỡ nhanh chóng.

Ứng dụng
Thép mạ kẽm nhúng nóng được sử dụng cho nhiều ngành nghề cơ khí khác nhau

Nó được sử dụng cho kết cấu dầm thép, tôn lợp, đai ốc, bu lông, ống dẫn thép, thang máng cáp điện, lưới sắt, lan can và nhiều ứng dụng khác.

Thép mạ kẽm nhúng nóng có tuổi thọ tương đối dài, trên 50 năm trong điều kiện lắp đặt bình thường. Nếu ứng dụng thép được sử dụng ở những môi trường tiếp xúc với nước biển, các tác nhân mài mòn cơ học, axit, hoặc điều kiện khắc nghiệt khác, thì thép không gỉ sẽ là một sự lựa chọn tốt hơn trong dài hạn.