Aluminium (Al) o srebrzystobiałym wyglądzie i strukturze sześciennej skupionej na ścianie ma stałą sieci 404959,6 nanometra, względną masę atomową 26,8, temperaturę topnienia 658 stopni i temperaturę wrzenia 2000 stopni. Aluminium nie występuje naturalnie w dostępnym na rynku cynku; raczej jest celowo dodawany podczas procesów cynkowania ogniowego. Celem dodawania aluminium jest zwiększenie połysku powłoki cynkowej na rurach stalowych, poprawa ich elastyczności, zmiana struktury warstwy stopu żelazo-cynk i przeciwdziałanie działaniu żelaza w stopionym cynku. Poniżej opisano je szczegółowo:
(1) Aluminium zwiększa połysk i elastyczność rur stalowych ocynkowanych
Teoretycznie, aby osiągnąć te cele, wystarczy zawartość aluminium w stopionym cynku wynosząca zaledwie {{0}}.02%. Jednakże, ze względu na podatność aluminium na utlenianie na powierzchni roztopionego cynku, niezbędny jest empiryczny dodatek glinu w wysokości około 0,2%, aby utrzymać zawartość aluminium w roztopionym cynku na poziomie 0,02%. Aluminium ma duże powinowactwo do tlenu, tworząc warstwę tlenku glinu, która skutecznie zapobiega dyfuzji tlenu, chroniąc leżący pod spodem stopiony cynk i stopiony cynk przed utlenianiem. Podobnie inne elementy metalowe w stopionym cynku są również chronione przed utlenianiem. Utleniony cynk, ołów i kadm mają kolor żółty, a bez aluminium warstwa cynku zawierałaby znaczne ilości żółtych składników, niekorzystnie wpływających na jej połysk. Dlatego podczas cynkowania ogniowego dodaje się pewną ilość aluminium, aby uzyskać jasną warstwę cynku. Dodatkowo, gdy roztopiony cynk zawiera 0,2% aluminium, uzyskuje się najlepszy wzór, a szczególnie dobrą elastyczność warstwy ocynkowanej.
Jednakże Amerykańskie Towarzystwo Badań i Materiałów nie zaleca stosowania aluminium jako dodatku do rozjaśniającego metalu, a jeśli jest stosowany, powinien być ograniczony do poziomu poniżej 0,01%.
(2) Zmiana struktury warstwy ocynkowanej
Teoretycznie, aby zmienić strukturę warstwy ocynkowanej, wystarczająca jest zawartość glinu w stopionym cynku wynosząca od {{0}},2 do 0,3%. Jednakże w praktycznej produkcji aluminium łatwo reaguje z tlenem zawartym w stopionym cynku i ulega zużyciu, zatem niezbędny jest dodatek aluminium w ilości około 1,5% do 3,5%, aby utrzymać zawartość glinu na poziomie 0,2 do 0,3%. Aby zilustrować wpływ zawartości aluminium na strukturę warstwy ocynkowanej, przeanalizujmy zmiany w strukturze warstwy ocynkowanej wraz ze wzrostem zawartości aluminium:
Zwiększenie zawartości aluminium w stopionym cynku do 0,05% zwiększa połysk powierzchni warstwy ocynkowanej, ale nie wpływa na jej strukturę. Zatem struktura cynku jest taka sama jak uzyskana z czystego stopionego cynku, składa się z warstwy adhezyjnej (faza a), warstwy pośredniej (faza ), warstwy lekko spękanej (faza δ₁), warstwy pływającej (faza S), oraz warstwę czystego cynku (faza η). Różnica w stosunku do warstwy ocynkowanej wytworzonej z czystego stopionego cynku polega na krystalicznym kształcie faz.
Gdy zawartość glinu w stopionym cynku wynosi 0,1%, kryształy warstwy pływającej (faza S) występują w dużych blokach i nie są już ułożone w ciągłą warstwę, ale jako oddzielne wtrącenia.
Gdy zawartość glinu w roztopionym cynku wynosi 0,15%, rozkład warstwy pływającej (faza S) również nie jest ciągły, ale składa się z większych, wzajemnie oddzielonych skupisk krystalicznych, z których tylko warstwa (faza δ₁) wykazując nieco gęstszą strukturę.
Gdy zawartość aluminium w stopionym cynku wynosi 0,24%, efekt hamowania trawienia (stapiania) jest silny. Jeśli cynkowanie przeprowadza się w temperaturze 440 stopni przez 1 godzinę w tym stopionym cynku, a następnie sprawdza, nie stwierdza się żadnej reakcji. Dlatego na ocynkowanej próbce istnieje tylko warstwa czystego cynku. Dzieje się tak, ponieważ w wyniku reakcji aluminium ze stalą powstaje cienka warstwa FeAl₃ (lub według niektórych źródeł Fe₂Al₅), która utrudnia dyfuzję jonów żelaza w stronę cynku.
Z powyższego wynika, że ilość aluminium jest ważnym czynnikiem zmieniającym strukturę warstwy ocynkowanej. Gdy zawartość aluminium jest stała, parametry procesu, takie jak czas cynkowania, płynność (jak pokazano na rysunku 3-5) i temperatura cynkowania również wpływają na zmianę struktury warstwy cynku. Dlatego przy produkcji cynkowania ogniowego zależność pomiędzy tymi trzema czynnikami jest określona specyfikacją procesu i dopiero w ściśle kontrolowanych warunkach pracy można uzyskać pożądaną warstwę cynku.
(3) Przeciwdziałanie działaniu żelaza w stopionym cynku
Aluminium reaguje z żelazem zawartym w stopionym cynku, tworząc trzy związki: FeAl, FeAl₂ i FeAl₃, zmniejszając w ten sposób jego wpływ na warstwę ocynkowaną.
