Alumīnijs (Al), kas izskatās sudrabaini balts, pieder pie seju centrētas kubiskās struktūras ar režģa konstanti 404959,6 nanometri, relatīvo atommasu 26,8, kušanas temperatūru 658 grādi un viršanas temperatūru 2000 grādi. Alumīnijs komerciālā cinkā dabiski nav sastopams. Tomēr alumīnijs tiek apzināti pievienots izkausētajam cinkam karstās cinkošanas laikā. Mērķis ir uzlabot tērauda cauruļu cinka pārklājuma spīdumu, uzlabot tā elastību, mainīt dzelzs-cinka sakausējuma slāņa struktūru un neitralizēt dzelzs ietekmi kausētajā cinkā. Detalizēts sadalījums ir šāds:
(1) Alumīnijs uzlabo cinkota tērauda cauruļu spīdumu un elastību.
Teorētiski, lai to panāktu, pietiek tikai ar {{0}}.02% alumīnija izkausētajā cinkā. Tomēr, tā kā alumīnijs viegli oksidējas uz izkausētā cinka virsmas, pamatojoties uz pieredzi, ir jāpievieno aptuveni 0,2% alumīnija, lai saglabātu 0,02% alumīnija saturu izkausētajā cinkā. Pateicoties augstajai afinitātei starp alumīniju un skābekli, kas veido alumīnija oksīda slāni, šis slānis efektīvi novērš skābekļa difūziju, aizsargājot pamatā esošo kausēto cinku un izkausēto cinku no oksidēšanās. Tāpat arī citi metāliskie elementi izkausētajā cinkā ir pasargāti no oksidēšanās. Kā zināms, cinka oksīds, kas veidojas pēc izkausēta cinka oksidēšanas, ir dzeltens, un arī svina un kadmija oksīdi ir dzelteni. Bez alumīnija iedarbības cinkotā slāņa virsma būtu ievērojami aptraipīta ar dzeltenām sastāvdaļām, kas ievērojami ietekmētu tā spīdumu. Tāpēc karstās cinkošanas laikā tiek pievienots zināms daudzums alumīnija, lai iegūtu spilgti cinkotu slāni. Tikmēr, ja izkausētais cinks satur 0,2% alumīnija, var iegūt vislabāko zīmējumu, un cinkotā slāņa elastība ir īpaši laba.
Tomēr Amerikas Testēšanas un materiālu biedrība iesaka neizmantot alumīniju kā balinošu metālisku piedevu, un, ja to lieto, tas ir jāierobežo līdz 0,01%.
(2) Pārveidojot cinkotā slāņa struktūru
Teorētiski, lai sasniegtu mērķi pārveidot cinkotā slāņa struktūru, pietiek ar alumīnija saturu no {{0}},2 līdz 0,3% izkausētajā cinkā. Tomēr faktiskajā ražošanā alumīnijs izkausētajā cinkā viegli reaģē ar skābekli un tiek patērēts. Tāpēc, lai saglabātu alumīnija saturu no 0,2 līdz 0,3% izkausētajā cinkā, jāpievieno aptuveni 1,5% līdz 3,5% alumīnija. Lai ilustrētu alumīnija satura ietekmi uz cinkotā slāņa struktūras izmaiņām, novērosim izmaiņas cinkotā slāņa struktūrā, alumīnija saturam pakāpeniski palielinoties no zema uz augstu:
Alumīnija satura palielināšana līdz 0,05% izkausētā cinkā ir paredzēta, lai uzlabotu cinkotā slāņa virsmas spīdumu, bet neietekmē tā struktūru. Tāpēc cinkotā struktūra ir tāda pati kā pārklāta no tīra kausēta cinka, kas sastāv no adhēzijas slāņa (fāze a), starpslāņa (fāze), nedaudz saplaisājusi slāņa (fāze δ₁), dreifējoša slāņa (fāze S), un tīra cinka slānis (η fāze). Atšķirība no cinkota slāņa, kas pārklāts no tīra kausēta cinka, ir fāžu kristāliskajās formās.
Ja alumīnija saturs izkausētajā cinkā ir 0,1%, dreifējošā slāņa kristāli (fāze δ₁) pastāv lielos blokos un vairs nav sakārtoti nepārtrauktā slānī, bet gan kā atdalīti ieslēgumi.
Ja alumīnija saturs izkausētajā cinkā ir 0,15%, dreifējošā slāņa sadalījums (fāze δ₁) arī nav nepārtraukts, bet sastāv no lielākiem, savstarpēji atdalītiem kristāliskiem klasteriem, un tikai slānis (fāze δ₁) parāda nedaudz blīvāku struktūru.
Ja alumīnija saturs izkausētajā cinkā ir 0,24%, kodināšanas (leģēšanas) inhibējošā iedarbība ir spēcīga. Ja iegremdēšanas cinkošana tiek uzturēta 440 grādu temperatūrā 1 stundu šajā izkausētajā cinkā un pēc tam tiek pārbaudīta, reakcija nav notikusi. Tāpēc uz parauga cinkotā slāņa ir tikai tīrs cinka slānis. Tas ir tāpēc, ka reakcija starp alumīniju un tērauda cauruli veido plānu FeAl3 (vai saskaņā ar dažiem avotiem Fe2Al5) savienojumu plēvi, kas kavē dzelzs jonu difūziju pret cinku.
No iepriekš minētā redzams, ka alumīnija daudzums ir svarīgs faktors cinkotā slāņa struktūras maiņai. Ja alumīnija saturs ir fiksēts, cinka slāņa struktūras izmaiņas ietekmē arī procesa parametri, piemēram, iegremdēšanas laiks, plūstamība (kā parādīts attēlā 3-5) un iegremdēšanas temperatūra. Tāpēc karstās cinkošanas ražošanā attiecību starp šiem trim faktoriem nosaka procesa specifikācijas, un tikai stingri reglamentētos ekspluatācijas apstākļos var iegūt vēlamo cinkoto slāni.
(3) Dzelzs ietekmes novēršana izkausētajā cinkā
Alumīnijs reaģē ar dzelzi izkausētajā cinkā, veidojot trīs savienojumus: FeAl, FeAl₂ un FeAl3, tādējādi samazinot tā ietekmi uz cinkoto slāni.
