Quel Zamak choisir en fonction de la pièce et des contraintes ?

Il existe plusieurs familles d’alliages de zinc pour la fonderie sous pression. Entre le ZP2, le ZP3, le ZP5 et le ZA-8, découvrez qui l’emporte, selon le contexte, les contraintes ou la complexité de la pièce.

Zamak 3 et Zamak 5, les alliages généraux les plus connus

Les alliages ZP5 et ZP3 sont de loin les plus couramment utilisés. La plupart des fonderies sous pression sont équipées en machines qui fonctionnent avec l'un ou l’autre de ces alliages. Le Zamak 5 est plus utilisé en Europe, tandis que le Zamak 3 est la référence en Amérique du Nord. Avec le procédé d’injection chambre chaude et le recyclage systématique des déchets, ces deux alliages présentent des avantages technico-écolo-économiques. L'utilisation d'autres alliages est possible, mais impose des coûts supplémentaires de fusion des métaux et de traitement des déchets. Afin d’obtenir un prix minimum pour une conception de pièce de fonderie, il convient donc d’opter soit pour le Zamak 3, soit pour le Zamak 5.

L’alliage 5 est plus résistant que l’alliage 3. Toutefois, si la définition fonctionnelle de la conception du moule et de l’aménagement de la pièce est correcte, une coulée en ZP3 aura le même rendu qu’avec le ZP5. Le ZP3 a une stabilité dimensionnelle supérieure au ZP5, il est plus malléable, mais ce n'est que lorsque les tolérances dimensionnelles sont extrêmement critiques qu'il faut en tenir compte. Par conséquent, le ZP3 et le ZP5 peuvent être considérés comme interchangeables pour la plupart des applications. La résistance au fluage du ZP5 est cependant nettement supérieure à celle du ZP3, de sorte que le premier est mieux adapté à une utilisation à des températures élevées, sous une contrainte continue.
 

Zamak 2 et Zamak 8, le meilleur compromis dureté / résistance

Les alliages ZP2 et ZP8 (appelé ZA-8 pour signifier sa teneur supérieure en aluminium) sont considérés comme des alliages spéciaux. Ils sont recommandés dans le cas de pièces à fonctions mécaniques, comme les engrenages, ou pour leurs propriétés de résistance aux frottements. Leur résistance (aux chocs et à l’usure) et leur dureté sont nettement supérieures à celles du ZP3 et du ZP5. La stabilité dimensionnelle du ZA-8 est excellente ; celle du Zamak 2 n'est pas aussi bonne que les trois autres alliages à cause de sa forte teneur en cuivre. En fait, les caractéristiques de vieillissement de l’alliage 2 sont son principal inconvénient car la résistance aux chocs et la ductilité diminuent avec le temps, à des températures élevées (~ 100 ° C).

Le ZA-8 est capable de produire de bons moulages lorsque les sections sont à peu près égales. Cependant, lorsque des sections plus lourdes et isolées sont incluses dans la conception, elles sont susceptibles d'afficher une plus grande porosité. Le ZA-8 est aussi légèrement plus cher à couler car il est plus dur pour les composants du système de grenaillage sous pression, ce qui nécessite donc un remplacement plus fréquent. Les résistances au fluage du ZP2 et ZA-8 sont égales et nettement supérieures à celles du ZP3 et ZP5.

Les quatre alliages peuvent subir des opérations de formage après coulée : ils sont particulièrement ductiles tout de suite après l'opération d'injection. Lorsqu'il y a un délai entre la coulée et le formage, le Zamak 3 se révélera être l'alliage qui offre les meilleures caractéristiques de finition. Il reste l’alliage étalon, celui par rapport auquel sont évalués les autres alliages de zinc, du fait de son équilibre entre les propriétés physiques et mécaniques.

Sources : IZA, International Zinc Association

Crédits photos :
Couverture et photo 1 : Adelaïde Blanc, French Affair
Photo 2 : Cemmetal