Mạ kẽm nhúng nóng là một quá trình phản ứng luyện kim. Theo quan điểm vi mô, quá trình mạ kẽm nhúng nóng liên quan đến hai trạng thái cân bằng động: cân bằng nhiệt và cân bằng trao đổi kẽm-sắt. Khi các phôi thép được nhúng trong kẽm nóng chảy ở nhiệt độ khoảng 450 độ, các phôi ở nhiệt độ phòng hấp thụ nhiệt từ chất lỏng kẽm. Khi nhiệt độ của các phôi tăng lên trên 200 độ, tương tác giữa kẽm và sắt dần trở nên rõ ràng, với kẽm thấm vào bề mặt của các phôi sắt.
Khi nhiệt độ của phôi dần dần tiếp cận nhiệt độ của kẽm nóng chảy, một lớp hợp kim với tỷ lệ kẽm-sắt khác nhau hình thành trên bề mặt phôi, tạo nên cấu trúc lớp của lớp phủ kẽm. Theo thời gian, các lớp hợp kim khác nhau trong lớp phủ thể hiện tốc độ phát triển khác nhau. Theo góc nhìn vĩ mô, quá trình này biểu hiện như việc nhúng phôi vào kẽm nóng chảy, khiến bề mặt kẽm sôi. Khi phản ứng kẽm-sắt dần dần đạt đến trạng thái cân bằng, bề mặt kẽm sẽ dịu lại. Khi phôi được nhấc ra khỏi kẽm nóng chảy và nhiệt độ của chúng giảm dần xuống dưới 200 độ, phản ứng kẽm-sắt dừng lại và lớp phủ mạ kẽm nhúng nóng được hình thành với độ dày đã xác định.
Các yếu tố chính ảnh hưởng đến độ dày của lớp mạ kẽm bao gồm thành phần của kim loại cơ bản, độ nhám bề mặt của thép, hàm lượng và sự phân bố của các nguyên tố hoạt động như silic và phốt pho trong thép, ứng suất bên trong thép, kích thước hình học của phôi và quy trình mạ kẽm nhúng nóng.
Cả tiêu chuẩn quốc tế và Trung Quốc hiện tại về mạ kẽm nhúng nóng đều phân loại độ dày thép thành các khoảng, chỉ định độ dày tối thiểu trung bình và cục bộ của lớp mạ kẽm phải đạt được để đảm bảo khả năng chống ăn mòn. Các phôi có độ dày thép khác nhau cần thời gian khác nhau để đạt được trạng thái cân bằng nhiệt và cân bằng trao đổi kẽm-sắt, dẫn đến độ dày lớp phủ khác nhau.
Độ dày lớp phủ trung bình được chỉ định trong các tiêu chuẩn dựa trên kinh nghiệm sản xuất công nghiệp có được từ cơ chế mạ kẽm đã đề cập ở trên, trong khi độ dày cục bộ có tính đến sự phân bố không đồng đều của độ dày lớp phủ kẽm và các giá trị thực nghiệm cần thiết để chống ăn mòn lớp phủ.
