随着人们环保意识的逐步提高和国家环保要求的日益严格,批量热浸镀锌传统锌-铵助镀工艺因氯化铵在高温条件下分解产生大量废气和烟尘已不能满足热镀锌行业清洁生产的要求。开发环境友好型无铵低烟助镀剂已是当前批量热镀锌研究发展的主要方向。目前国内外的学者和工程师以减少环境污染为目的,对助镀剂的成分以及助镀工艺进行了一系列的研究,但还没有一种新的助镀工艺能够完全取代传统锌-铵助镀工艺。本文是基于研究批量热浸镀锌无铵助镀工艺的基础上撰写的,应用单因素试验、正交试验、Design-Expert 6.0试验设计和工厂试验相结合的研究方法,对其助镀工艺配方进行了研究和验证,优选出了无铵助镀新配方,提出了无铵助镀所需要满足的物理条件,探讨了无铵助镀作用机理。对无铵助镀工艺的工艺参数、应用范围及其对镀层组织和性能的影响分别进行了研究。最后,对无铵助镀工艺的技术可靠性和稳定性进行了分析和评价；对其所产生的经济效益和环保效益进行综合评估。研究表明：弃用传统锌-铵助镀剂中的氯化铵组分后,采用由氟-碳链和碳-氢链的表面活性剂混合形成复合表面活性剂Fc与ZnCl2-NaCl-NaF复盐体系所组成的无铵助镀剂,经工厂小批量生产验证可取代传统锌-铵助镀工艺。无铵助镀剂的最佳工艺配方为：氯化锌为19.16R g/L,氯化钠为5.07R g/L,氟化钠为3.48R g/L, Fc为5.9n g/L。该工艺具有较高的可靠性和稳定性,较宽的使用温度范围,室温条件下也可正常使用；且能在溶剂pH值较低,游离酸含量较高的条件下保持系统平衡,所获镀层无漏镀现象。无铵助镀剂中允许存在的亚铁离子的含量可以比传统的助镀剂高；且能在环境湿度较大的条件下,涂挂一定的时间后获得较好的镀层。无铵助镀工艺可在不改变传统锌-铵助镀工艺生产流程、设备和布局的条件下取代锌-铵助镀工艺,浸镀过程中烟尘排放量较锌-铵助镀工艺减少70%无铵助镀工艺不仅极大的减少了对环境的污染,还使由此得到的镀层组织得以细化,镀层的耐腐蚀性能提高。在锌-铵助镀条件下纯锌镀层晶粒大小是无铵助镀的1.5倍；Zn.0.05%Al镀层晶粒的大小是无铵助镀的1.2倍；且纯锌镀层的耐腐蚀能力较锌-铵助镀提高约10%;Zn-0.05%Al镀层的耐腐蚀能力较锌-铵助镀提高40%。在无铵助镀条件下所获镀层厚度较锌-铵助镀的略有偏薄倾向,但稳铝效果较好。在无铵助镀剂组分中,表面活性剂Fc对改善工件与液态合金界面的润湿性能和镀层的厚度起着重要作用,氯化锌对镀层厚度和漏镀率的影响显著,氯化钠对镀层的表面质量影响较大。助镀剂中钠离子和表面活性剂Fc的协同作用对助镀效果的各项评价指标影响较为显著。作为热浸镀无铵助镀剂必须满足的条件是：σ铁-熔>σ铁-锌+粘附力；熔剂的温度应低于热浸镀锌的温度,熔剂在热浸镀锌时应呈熔融态。