热浸镀锌是钢铁材料防腐保护最直接和最有效的方法之一,它所形成的镀锌层对钢铁材料具有隔离保护和阴极保护双重保护的作用,与电镀锌、粉渗锌、机械镀锌、热喷涂锌等工艺相比,它具有较高的性价比,适用范围广的特点,并且所制备的镀层耐腐蚀性能强,基体与镀层结合力好,镀层的厚度、表面状态等易于控制,因此在工业生产中有很好的发展前景。然而,近年来随着人们环保意识的不断增强与国家对环保要求和监管的日益严格,使得传统锌铵助镀工艺已不能满足时代发展的需要,清洁环保化生产将成为热浸镀行业未来的发展趋势。为此,探讨和研发新的清洁型的无铵助镀剂及工艺显得十分的必要。本文从前期实验出发,结合基金申报相关内容和目前实际研究的进展确定了论文的研究方向。现行批量热浸镀助镀工艺参数仅在测定助镀池的温度及铁离子的影响,而对于溶剂助镀后干燥的温度和时间未做测定,尤其是锌液面悬挂烘烤的温度与时间在实际工业生产中操作随机性较大。无铵助镀工艺因助镀剂熔点和粘度偏高,若按传统操作会使漏镀率上升,本文以此为契机,从无铵助镀工艺参数入手,针对助镀与浸镀全过程,以“耐受条件”分析整个过程中的受热与化学反应等情况,并采用盐膜厚度均匀性和完整性测试、热稳定性能测试、镀层厚度测试等方法,结合金相分析、XRD分析、SEM分析、EDS分析等手段,探讨了烘干温度和烘干时间对助镀效果和镀层组织结构的影响,优化了最佳助镀工艺参数。同时,本论文还探讨了锌浴上方温度场的变化；结合相关实验与查询文献资料,对镀层形成的热力学和动力学条件进行了分析和公式推导,并对镀层界面替换和形层的过程提出了假设。期待通过本文的研究能为无铵助镀机理的进一步深入研究和理论完善提供些许参考。通过对实验结果分析,总结得出如下结论：工件未浸入锌浴时,它与锌浴之间依靠热辐射换热,工件表面温度随着时间的延长逐渐升高,在约200S时系统处于热平衡。通过对实验数据的曲线拟合处理,得出温度与时间的变化函数符合五次多项式：T=A+B1*t+B2*t2+B3*t3+B4*t4+B5*t5。根据破坏性实验结果可知,助镀剂Z1的高温开始失效温度在225℃-230℃之间,助镀剂Z2的高温开始失效温度在240℃-245℃之间。助镀效果相关实验表明：随着烘干温度升高和时间的延长,助镀剂盐膜均匀性、完整性和致密性逐渐变好,盐膜厚度也越来越均匀规整。优化出最佳烘干条件为：烘干温度180℃,烘干时间为8min。由镀层组织结构变化可知：随着烘干温度升高和时间的延长,镀层厚度逐渐变厚,镀层表面逐渐变得平整,组织分布更加均匀,晶粒也变得更加细小。同时使得纯锌层η相和ζ相接触界面结构形状发生改变,由直线变为折线,从而使得两相接触面积增大,以此增强了两相之间的结合力,有利于提高了镀层的性能。热浸镀锌镀层形层动力学条件：X2=2Pt,(P为常数)；说明因扩散作用形成的合金层厚度X与反应时间t呈抛物线规律增长。热浸镀锌镀层形层热力学条件：R*=-2σ/ΔGV,ΔG*=16πσ3/3ΔGV2n。对界面替换过程中可能存在的情况提出了几点假设：①助镀剂盐膜的分解剥离需要一定时间的“孕育期”；②锌液与盐膜之间的作用具有不同时性和不均匀性,它是“择优选择”而发生替换的；③无铵助镀剂有类似与氯化铵相同作用效果的物质存在；④盐膜的分解和铁锌合金层的开始形成不是同时进行的,存在滞后性。对镀层形成的具体过程提出假设：首先是工件被预热,刚浸入锌液形成锌瘤；其次是工件与锌液进行热传递达到热平衡；紧接着是铝与铁发生反应生成Fe2Al5化合物阻挡层；然后是锌、铁原子扩散形成合金层；再是取出锌液后,凝固结晶形成纯锌层；最后是冷却、干燥并擦拭干净获得制品。