Zn-Al-Mg合金镀层以其优良的耐蚀性,切边保护性能成为防腐镀层研究热点。但传统溶剂法热浸镀Zn-Al-Mg合金存在施镀困难,镀层质量差且污染环境等问题,因此研究还原法热浸镀Zn-Al-Mg合金工艺及机理具有重要理论指导意义和实际应用价值。本文通过正交试验对还原法热浸镀Zn-6Al-3Mg合金工艺进行了优化,研究了热轧钢板表面状态、还原气氛中H₂含量、还原时间、镀前钢板温度、锌液温度、浸镀时间等对镀层组织结构及性能的影响;分析了镀层微观组织缺陷及形成机制。结果表明:采用机械打磨去除热轧钢板氧化皮可以提高镀层表面质量,改善镀层与钢基体的界面结合;还原气氛中H₂含量30%,还原时间30 s,镀前钢板温度670℃,锌液温度460℃,浸镀时间20 s条件下,经打磨的钢板热镀后所得镀层表面质量、界面结合、耐蚀性较好。此时Zn-6Al-3Mg合金镀层由表层凝固层和近基体处合金层组成,表层凝固层由富Zn相,MgZn₂,Zn/MgZn₂二元共晶组织,Zn/Al/MgZn₂三元共晶组织组成,合金层为Fe₄Al₁₃。还原时间30s时,Fe-Al合金层厚度随还原气氛中H₂含量增加而增加;还原气氛中H₂含量为30%时,整个镀层及Fe-Al合金层厚度均随还原时间延长而增加;镀前钢板温度低于500℃时,镀层表面出现漏镀;随镀前钢板温度升高,镀层与基体界面结合变差,耐蚀性下降。镀前钢板温度为900℃时,出现Fe₄Al₁₃合金层由基体分离到凝固层中的现象,镀层表面形成严重的条状突起缺陷;研究发现未打磨钢板表面氧化皮可以有效抑制Fe₄Al₁₃合金层的形成和分离;由于钢板还原过程中产生的水蒸气与锌液中的Mg原子反应,镀层中出现了由富Zn块状组织组成的形似花瓣状的空心孔洞。