熱鍍鋅的原理是什麼

A. 熱鍍鋅工藝流程及原理

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熱鍍鋅原理及工藝說明

1 引言
熱鍍鋅也稱熱浸鍍鋅，是鋼鐵構件浸入熔融的鋅液中獲得金屬覆蓋層的一種方法。近年來隨高壓輸電、交通、通訊事業迅速發展，對鋼鐵件防護要求越來越高，熱鍍鋅需求量也不斷增加。
2 熱鍍鋅層防護性能
通常電鍍鋅層厚度5～15μm，而熱鍍鋅層一般在35μm以上，甚至高達200μm。熱鍍鋅覆蓋能力好，鍍層緻密，無有機物夾雜。眾所周知，鋅的抗大氣腐蝕的機理有機械保護及電化學保護，在大氣腐蝕條件下鋅層表面有ZnO、Zn(OH)2及鹼式碳酸鋅保護膜，一定程度上減緩鋅的腐蝕，這層保護膜(也稱白銹)受到破壞又會形成新的膜層。當鋅層破壞嚴重，危及到鐵基體時，鋅對基體產生電化學保護，鋅的標准電位-0.76V，鐵的標准電位-0.44V，鋅與鐵形成微電池時鋅作為陽極被溶解，鐵作為陰極受到保護。顯然熱鍍鋅對基體金屬鐵的抗大氣腐蝕能力優於電鍍鋅。
3 熱鍍鋅層形成過程
熱鍍鋅層形成過程是鐵基體與最外面的純鋅層之間形成鐵-鋅合金的過程，工件表面在熱浸鍍時形成鐵-鋅合金層，才使得鐵與純鋅層之間很好結合，其過程可簡單地敘述為：當鐵工件浸入熔融的鋅液時，首先在界面上形成鋅與α鐵(體心)固熔體。這是基體金屬鐵在固體狀態下溶有鋅原子所形成一種晶體，兩種金屬原子之間是融合，原子之間引力比較小。因此，當鋅在固熔體中達到飽和後，鋅鐵兩種元素原子相互擴散，擴散到(或叫滲入)鐵基體中的鋅原子在基體晶格中遷移，逐漸與鐵形成合金，而擴散到熔融的鋅液中的鐵就與鋅形成金屬間化合物FeZn13，沉入熱鍍鋅鍋底，即為鋅渣。當工件從浸鋅液中移出時表面形成純鋅層，為六方晶體。其含鐵量不大於0.003%。
4 熱鍍鋅工藝過程及有關說明
4.1 工藝過程
工件→脫脂→水洗→酸洗→水洗→浸助鍍溶劑→烘乾預熱→熱鍍鋅→整理→冷卻→鈍化→漂洗→乾燥→檢驗
4.2 有關工藝過程說明
(1)脫脂
可採用化學去油或水基金屬脫脂清洗劑去油，達到工件完全被水浸潤為止。
(2)酸洗
可採用H2SO4 15%，硫脲0.1%，40～60℃或用HCl 20%，烏洛托品3～5g/L，20～40℃進行酸洗。加入緩蝕劑可防止基體過腐蝕及減少鐵基體吸氫量,同時加入抑霧劑抑制酸霧逸出。脫脂及酸洗處理不好都會造成鍍層附著力不好，鍍不上鋅或鋅層脫落。
(3)浸助鍍劑
也稱溶劑，可保持在浸鍍前工件具有一定活性避免二次氧化，以增強鍍層與基體結合。NH4Cl 100-150g/L，ZnCl2 150-180g/L，70～80℃，1～2min。並加入一定量的防爆劑.
(4)烘乾預熱
為了防止工件在浸鍍時由於溫度急劇升高而變形，並除去殘余水分，防止產生爆鋅，造成鋅液爆濺，預熱一般為80～140℃。
(5)熱鍍鋅
要控制好鋅液溫度、浸鍍時間及工件從鋅液中引出的速度。引出速度一般為1.5米/min。溫度過低，鋅液流動性差，鍍層厚且不均勻，易產生流掛，外觀質量差；溫度高，鋅液流動性好，鋅液易脫離工件，減少流掛及皺皮現象發生，附著力強，鍍層薄，外觀好，生產效率高；但溫度過高，工件及鋅鍋鐵損嚴重，產生大量鋅渣，影響浸鋅層質量並且容易造成色差使表面顏色難看，鋅耗高。
鋅層厚度取決於鋅液溫度，浸鋅時間，鋼材材質和鋅液成份。
一般廠家為了防止工件高溫變形及減少由於鐵損造成鋅渣，都採用450～470℃，0.5～1.5min。有些工廠對大工件及鑄鐵件採用較高溫度，但要避開鐵損高峰的溫度范圍。但我們建議在鋅液中添加有除鐵功能和降低共晶溫度的合金並且把鍍鋅溫度降低至435-445℃。
(6)整理
鍍後對工件整理主要是去除表面余鋅及鋅瘤，用採用熱鍍鋅專用震動器來完成。
(7)鈍化
目的是提高工件表面抗大氣腐蝕性能，減少或延長白銹出現時間，保持鍍層具有良好的外觀。都用鉻酸鹽鈍化，如Na2Cr2O7 80～100g/L，硫酸3～4ml/L，但這種鈍化液嚴重影響環境，最好採用無鉻鈍化。
(8)冷卻
一般用水冷，但溫度不可過低也不可過高，一般不低於30℃不高於70℃，
(9)檢驗
鍍層外觀光亮、細致、無流掛、皺皮現象。厚度檢驗可採用塗層測厚儀，方法比較簡便。也可通過鋅附著量進行換算得到鍍層厚度。結合強度可採用彎曲壓力機，將樣件作90～180°彎曲，應無裂紋及鍍層脫落。也可用重錘敲擊檢驗，並且分批的做鹽霧試驗和硫酸銅浸蝕試驗。
5 鋅灰、鋅渣的形成及控制
5.1 鋅灰、鋅渣的形成
鋅灰鋅渣不僅嚴重影響到浸鋅層質量，造成鍍層粗糙，產生鋅瘤。而且使熱鍍鋅成本大大升高。通常每鍍1t工件耗鋅40～80kg，如果鋅灰鋅渣嚴重，其耗鋅量會高達100～140kg。控制鋅渣主要是控制好溫度，減少鋅液表面氧化而產生的浮渣，所以更要採用有除鐵功能和抗氧化功能的合金並且用熱傳導率小、熔點高、比重小、與鋅液不發生反應，既可減少熱量失散又可防止氧化的陶瓷珠或玻璃球覆蓋，這種球狀物易被工件推開，又對工件無粘附作用。
對於鋅液中鋅渣的形成主要是溶解在鋅液中的鐵含量超過該溫度下的溶解度時所形成的流動性極差的鋅鐵合金，鋅渣中鋅含量可高達94%，這是熱鍍鋅成本高的關鍵所在。
從鐵在鋅液中的溶解度曲線可以看出：不同的溫度及不同的保溫時間，其溶鐵量即鐵損量是不一樣的。在500℃附近時，鐵損量隨著加溫及保溫時間急劇增加，幾乎成直線關系。低於或高於480～510℃范圍，隨時間延長鐵損提高緩慢。因此，人們將480～510℃稱為惡性溶解區。在此溫度范圍內鋅液對工件及鋅鍋浸蝕最為嚴重，超過560℃鐵損又明顯增加，達到660℃以上鋅對鐵基體是破壞性浸蝕，鋅渣會急劇增加，施鍍無法進行。因此，施鍍目前多在430～450℃及540～600℃兩個區域內進行。
5.2 鋅渣量的控制
要減少鋅渣就要減少鋅液中鐵的含量，就是要從減少鐵溶解的諸因素著手：
⑴施鍍及保溫要避開鐵的溶解高峰區，即不要在480～510℃時進行作業。
⑵鋅鍋材料盡可能選用含碳、含硅量低的鋼板焊接。含碳量高，鋅液對鐵鍋浸蝕會加快，硅含量高也能促使鋅液對鐵的腐蝕。目前多採用08F/XG08/WKS優質鋼板。，並含有能抑制鐵被浸蝕的元素鎳、鉻等。不可用普通碳素鋼，否則耗鋅量大，鋅鍋壽命短。也有人提出用碳化硅製作熔鋅槽，雖然可解決鐵損量，但造型工藝是一個難題，目前工業陶瓷所製作的鋅鍋僅能做成圓柱型且體積很小，雖然可以滿足小件鍍鋅的要求但無法保證大型工件的鍍鋅。
⑶要經常撈渣。先將溫度升高至工藝溫度上限以便鋅渣與鋅液分離，使鋅渣沉於槽底後用撈鋅勺或專用撈渣機撈取。落入鋅液中鍍件更要及時打撈。
⑷要防止助鍍劑中鐵隨工件帶入鋅槽，助鍍劑要進行在線再生循環處理，嚴格控制亞鐵含量，不允許高於4g/l，PH值始終保持在4.5-5.5。
⑹加熱、升溫要均勻，防止局部過熱。

B. 熱鍍鋅的好處

隨著工業的發展，熱鍍鋅產品已經運用到很多領域，熱鍍鋅的優點在於防腐年限長久，適應環境廣泛一直是很受歡迎的防腐處理方法。被廣泛運用與電力鐵塔、通信鐵塔、鐵路、公路防護、路燈桿、船用構件、建築鋼結構構件、變電站附屬設施、輕工業等。
熱鍍鋅的防腐年限久遠，但是在不同的環境中防腐年限不一樣：重工業區13年，海洋50年，郊外104年，城市30年。
熱鍍鋅原理：將鐵件清洗干凈，然後溶劑處理，烘乾後浸入鋅液中，鐵與熔融鋅反應生成一合金化的鋅層，其流程為：脫脂--水洗--酸洗--助鍍--烘乾--熱浸鍍鋅--分離--冷卻鈍化。
熱鍍鋅的合金層的厚度主要取決於鋼材的硅含量等化學成份，鋼材的橫截面積大小，鋼材表面的粗糙程度，鋅鍋溫度，浸鋅時間，冷卻快慢，冷軋變形等。
熱鍍鋅的優點
優點主要有：處理費用低：熱浸鍍鋅防銹的費用要比其他漆料塗層的費用低；持久耐用：在郊區環境下，標準的熱鍍鋅防銹厚度可保持50年以上而不必修補；在市區或近海區域，標準的熱鍍鋅防銹層則可保持20年而不必修補；可靠性好：鍍鋅層與鋼材間是冶金結合，成為鋼表面的一部份，因此鍍層的持久性較為可靠；鍍層的韌性強：鍍鋅層形成一種特別的冶金結構，這種結構能承受在運送及使用時受到機械損傷；全面性保護：鍍件的每一部分都能鍍上鋅，即使在凹陷處、尖角及隱藏處都能受到全面保護；省時省力：鍍鋅過程要比其他的塗層施工法更快捷，並且可避免安裝後在工地上塗刷所需的時間。初期成本低：一般情況下，熱浸鋅的成本比施加其他保護塗層要低，原因很簡單，其他保護塗層如打砂油漆是勞力密集的工序，反之熱浸鋅的工序為高機械化，緊密控制的廠內施工。檢驗簡單方便：熱浸鋅層可以目視及簡單的非破壞性塗層厚度表作測試。

C. 熱鍍鋅的原理

熱鍍鋅層形成過程是鐵基體與最外面的純鋅層之間形成鐵-鋅合金的過程，工件表面在熱浸專鍍時形成鐵-鋅合金層屬，才使得鐵與純鋅層之間很好結合，其過程可簡單地敘述為：當鐵工件浸入熔融的鋅液時，首先在界面上形成鋅與α鐵(體心)固熔體。這是基體金屬鐵在固體狀態下溶有鋅原子所形成一種晶體，兩種金屬原子之間是融合，原子之間引力比較小。因此，當鋅在固熔體中達到飽和後，鋅鐵兩種元素原子相互擴散，擴散到(或叫滲入)鐵基體中的鋅原子在基體晶格中遷移，逐漸與鐵形成合金，而擴散到熔融的鋅液中的鐵就與鋅形成金屬間化合物FeZn13，沉入熱鍍鋅鍋底，即為鋅渣。當工件從浸鋅液中移出時表面形成純鋅層，為六方晶體。其含鐵量不大於0.003%。

D. 什麼是熱鍍鋅,什麼是冷鍍鋅

1、熱鍍鋅作為金屬防腐方式，它通常是將要進行除銹處理的鋼結構放入500℃左右的鋅液中，讓鋅層在鋼結構表面附著。冷鍍鋅則通過電解作用讓金屬等材料表面附著一層金屬膜，使得材料表層質地均勻、防腐耐磨、外觀更為美觀。

2、熱鍍鋅的鍍層較厚，一般為30-60微米，鍍層防腐能力較高。適合於戶外工作的鋼鐵製件，如高速公路圍欄、電力鐵塔、大尺寸緊固件等較為「粗糙」的工件的長期防銹。冷鍍鋅，工件表面光滑平整，但是因為鍍層比較薄，一般在5-30微米以內，所以防腐蝕的時間會比較短。都用在室內使用製件的防銹，如機殼底、面板，小規格緊固件等。

3、熱鍍鋅通過鋅抗大氣腐蝕的原理，來對鋼鐵等材料進行電化學保護，表面的碳酸鋅保護膜可以減緩鋅腐蝕的速度，即使被破壞，也會再形成鋅的膜層。冷鍍鋅是使用化學的方式，將鋅合金分離成鋅離子，已附著在鋼鐵表面，這種方式形成的新層一般較薄，鋼鐵在一般情況下，容易產生銹蝕。

4、冷鍍鋅外表面比較光滑、明亮，進行彩色鈍化工藝的電鍍層會呈現黃綠色，進行白色鈍化工藝的電鍍層會呈現青白色，一般冷鍍鋅鋼管兩端只有少量的鋅層，再往裡則沒有鍍鋅層。熱鍍鋅外表面較為粗糙、顏色較暗、一般呈現銀白色，因為製作工序導致表面產生了一些水紋和滴瘤，表面不發光，也不會反光。熱鍍鋅鋼管內部和外部皆有完整的鍍鋅層。

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在盛有鍍鋅液的鍍槽中，經過清理和特殊預處理的待鍍件作為陰極，用鍍覆金屬製成陽極，兩極分別與直流電源的正極和負極聯接。鍍鋅液由含有鍍覆金屬的化合物、導電的鹽類、緩沖劑、pH調節劑和添加劑等的水溶液組成。通電後，鍍鋅液中的金屬離子，在電位差的作用下移動到陰極上形成鍍層。陽極的金屬形成金屬離子進入鍍鋅液，以保持被鍍覆的金屬離子的濃度。

在有些情況下，如鍍鉻，是採用鉛、鉛銻合金製成的不溶性陽極，它只起傳遞電子、導通電流的作用。電解液中的鉻離子濃度，需依靠定期地向鍍液中加入鉻化合物來維持。鍍鋅時，陽極材料的質量、鍍鋅液的成分、溫度、電流密度、通電時間、攪拌強度、析出的雜質、電源波形等都會影響鍍層的質量，需要適時進行控制。

E. 熱鍍鋅槽鋼的工藝原理

熱鍍鋅層是鋅在高溫液態下，分三個步驟形成的：
1、鐵基表面被鋅液溶解形成鋅—鐵合金相層；
2、合金層中的鋅離子進一步向基體擴散形成鋅鐵互溶層；
3、合金層表麵包絡著鋅層。 原料檢驗→酸洗→清洗→助鋅→烘乾→鍍鋅→冷卻→鈍化→清洗→成品檢驗→檢驗打包等， 按照習慣往往根據鍍前處理方法的不同把熱鍍鋅工藝分為線外退火和線內退火兩大類。

F. 熱鍍鋅與冷鍍鋅有什麼區別

一、原理不同

熱鍍鋅：原理是將鋼鐵器件浸入熔融的鋅液中獲得金屬覆蓋層。

冷鍍鋅：原理是將加工好的鋼鐵器件經過除油、酸洗後放入鋅鹽的溶液里，連接電解設備後，在利用電化學原理在鋼鐵器件上沉積一層鋅。

二、所需設備不同

熱鍍鋅：酸洗設備、抽底式退火爐或罩式退火爐。

冷鍍鋅：電解設備。

三、性能及優點不同

熱鍍鋅：持久耐用防腐，標准質量的熱鍍鋅防銹厚度使得其具有極佳的耐用性；鍍層的韌性強，熱鍍鋅的鍍鋅層形成一種獨特的冶煉金屬結構，這種金屬結構能承受在運送及使用時受到的機械損傷。

冷鍍鋅：具有優異的環保性能。絕大多數冷鍍鋅的溶劑和稀釋劑內不含毒性大的有機溶劑，而且冷鍍鋅的工藝也減少了有機溶劑的揮發量，降低乾燥能耗，有利於環境保護。

四、應用不同

熱鍍鋅：由於具有良好的防腐性能，熱鍍鋅被廣泛運用於電力鐵塔、通信鐵塔、鐵路、公路防護、路燈桿、船用構件、建築鋼結構構件、變電站附屬設施、輕工業等。

冷鍍鋅：冷鍍鋅是重防腐塗料的環境保護的主要發展方向。

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熱鍍鋅的工藝方法

1、惠林熱法

惠林熱法包括鹼液脫脂、鹽酸酸洗、水沖洗、塗溶劑、烘乾等處理工序，鍍鋅前需要進行罩式爐退火。此法生產工藝復雜，生產成本高，而且影響鍍層的耐蝕性，所以此法並未得到發展。

2、森吉米爾法

森吉米爾法聯合了退火工藝和熱鍍鋅工藝，產量高、鍍鋅質量較好，此法得到廣泛應用。

3、美鋼聯法

美鋼聯法是利用鹼性電解脫脂槽取代氧化爐的脫脂作用，其餘工序與森吉米爾法基本相同。此法對爐安全和降低生產成本有利，但是影響了爐子的壽命，因此這種方法並未得廣泛應用。

4、賽拉斯法

賽拉斯法是將帶鋼進行鹼洗脫脂後，用鹽酸清除帶鋼表面的氧化表皮，再經水洗、烘乾後再放入立式線內退火爐中進行不完全焰燒，從而使爐內造成還原氣氛，使帶鋼快速加熱達到再結晶溫度，然後在低氫氣氛下冷卻帶鋼，最後浸入鋅液中進行熱鍍鋅。但生產工藝復雜，此法採用很少。

5、莎倫法

莎倫法是將氯化氫氣體噴向退火爐內的帶鋼，使帶鋼達到再結晶溫度。但是由於氯化氫氣體會嚴重腐蝕設備，造成很高的設備維修和更新費用，因而此種方法使用較少。

6、改良森吉米

改良森吉米是用一個截面積較小的過道將森吉米爾法中各自獨立的氧化爐和還原爐連接起來，與預熱爐、還原爐和整個退火爐構成一個有機整體。改良森吉米法具有優質、高產、低耗、安全等優點。

G. 熱鍍鋅線管是什麼原理

原理：復熱鍍鋅層是制鋅在高溫液態下，分三個步驟形成的：
1、 鐵基表面被鋅液溶解形成鋅—鐵合金相層；
2、 合金層中的鋅離子進一步向基體擴散形成鋅鐵互溶層；
3、 合金層表麵包絡著鋅層。
熱鍍鋅鋼管具有較厚的緻密的純鋅層覆蓋在鋼鐵表面上，它可以避免鋼鐵基體與任何的腐蝕溶液的接觸，保護鋼基體免受腐蝕。在一般大氣中，鋅層表面形成一層很薄而密實的氧化鋅層表面，它很難溶於水，故對鋼基體起著一定保護作用。如果氧化鋅與大氣中其它成分生成不溶性鋅鹽後，則防蝕作用更理想。

H. 什麼是熱鍍鋅和電鍍區別是什麼熱鍍鋅電鍍哪個好

你好，抄簡單來說。熱鍍鋅和襲冷鍍鋅大致有一下幾點區別。第一，熱鍍鋅鋅層較厚，防銹，防腐蝕性較高。電鍍鋅鋅層薄，相對來說防銹能力沒有熱鍍鋅強。第二，熱鍍鋅表面較暗，顏色發灰，沒有光澤。電鍍鋅表面光亮，顏色比熱鍍鋅的更好看。

I. 熱鍍鋅和冷鍍鋅有什麼區別，哪個更好

在金屬設施的製造中，熱鍍鋅和冷鍍鋅是常用的兩種製作工藝。熱鍍鋅作為金屬防腐方式，它通常是將要進行除銹處理的鋼結構放入500℃左右的鋅液中，讓鋅層在鋼結構表面附著。冷鍍鋅則通過電解作用讓金屬等材料表面附著一層金屬膜，使得材料表層質地均勻、防腐耐磨、外觀更為美觀。在上面的初步了解之後，下面土巴兔小編就來詳細介紹一下熱鍍鋅和冷鍍鋅的區別。

熱鍍鋅也稱熱浸鋅。熱鍍鋅是一種提高鋼鐵製件防銹能力的表面處理方法。熱鍍鋅是將鋼鐵製件在鹼液中除油，再在酸液(一定成分的鹽酸或硫酸)中除銹，暴露出潔凈的金屬表面，然後浸入熔融的鍍鋅鍋內，從而在製件上覆上一層均勻完整的鋅層，這層鍍鋅層使鋼鐵件的防銹蝕能力大大提高，延長其使用壽命。如常見到的高速公路護欄，輸電鐵塔等都是經過熱鍍鋅處理的，這些設備使用可區十年甚至二十、三十年都不會生銹。

冷鍍鋅則是將同樣經過了除油、除銹，呈現出無污、浸潤的工件掛入專門配製了電解液的電鍍槽里的陰極上，陽極用鋅。接通直流電源，陽極上的鋅離子向陰極遷移，並在陰極上放電，使工件鍍上一層鋅層的方法。

熱鍍鋅的鍍層較厚，一般為30-60微米，鍍層防腐能力較高。適合於戶外工作的鋼鐵製件，如高速公路圍欄、電力鐵塔、大尺寸緊固件等較為「粗糙」的工件的長期防銹。較早的鐵質自來水管也是熱鍍鋅的。

電鍍鋅，工件表面光滑平整，但是因為鍍層比較薄，一般在5-30微米以內，所以防腐蝕的時間會比較短。都用在室內使用製件的防銹，如機殼底、面板，小規格緊固件等。

熱鍍鋅和冷鍍鋅的原理區別

熱鍍鋅通過鋅抗大氣腐蝕的原理，來對鋼鐵等材料進行電化學保護，表面的碳酸鋅保護膜可以減緩鋅腐蝕的速度，即使被破壞，也會再形成鋅的膜層。

冷鍍鋅是使用化學的方式，將鋅合金分離成鋅離子，已附著在鋼鐵表面，這種方式形成的新層一般較薄，鋼鐵在一般情況下，容易產生銹蝕。

熱鍍鋅和冷鍍鋅的外觀區別

冷鍍鋅外表面比較光滑、明亮，進行彩色鈍化工藝的電鍍層會呈現黃綠色，進行白色鈍化工藝的電鍍層會呈現青白色，一般冷鍍鋅鋼管兩端只有少量的鋅層，再往裡則沒有鍍鋅層。

熱鍍鋅外表面較為粗糙、顏色較暗、一般呈現銀白色，因為製作工序導致表面產生了一些水紋和滴瘤，表面不發光，也不會反光。熱鍍鋅鋼管內部和外部皆有完整的鍍鋅層。

冷鍍鋅和熱鍍鋅的來源及作用區別

熱鍍鋅起源於一百多年前的冷軋帶鋼工業中，是一種比較古老的熱鍍方法，主要應用於各行業的金屬結構設施中。

冷鍍鋅作為一種新型的電鍍方式，是替代熱鍍鋅的最好材料，大部分的冷鍍鋅溶劑中不含有甲苯、酮類等有毒性溶劑和重金屬。冷鍍鋅作為厚膜型材料，具有較好的觸變性，經過充分的攪拌之後，加入少量的稀釋劑，即可進行塗裝施工，一般在常溫環境下進行作業。冷鍍鋅施工工程可以減少廢水、廢氣等的排放，降低能源消耗，對施工人員的人身安全有更大的保障，有利於環境保護，具有較高的社會效益。

價格

以寶鋼1.0厚度的熱鍍鋅和電鍍鋅為例

熱鍍鋅5650/噸

電鍍鋅6200左右

總之，熱鍍鋅和冷鍍鋅的製作工藝完全不同，熱鍍鋅的厚度和價格遠遠超過於冷鍍鋅，冷鍍鋅的附著力比不上熱鍍鋅，因此，熱鍍鋅的防腐蝕性是冷鍍鋅的幾十倍。冷鍍鋅可以只鍍一面，而熱鍍鋅必須全鍍。