Qu'est-ce que le zamak ? Guide complet sur cet alliage de zinc polyvalent

Qu'est-ce que le zamak ? Le zamak ou "alliage de zinc" est une famille d'alliages principalement à base de zinc avec des traces d'autres métaux tels que l'aluminium, le magnésium et le cuivre. Zamak est un mot allemand composé de la forme courte de zinc ("Z") et du mot Amak ("aluminium, magnésium et cuivre" ; les principaux éléments qui composent cet alliage). En raison de sa polyvalence, de sa durabilité et de sa rentabilité, ce métal est très populaire dans l'industrie. Le zamak (ou Zamac, dont la marque déposée est MAZAK) est un groupe d'alliages très souples et relativement durs, dont la majorité est composée de zinc et de quelques petites quantités d'aluminium, de cuivre et de magnésium. Ces alliages font partie de la famille plus large des alliages de zinc-aluminium, mais ce groupe se distingue par le fait que la concentration d'aluminium est généralement constante et se situe typiquement autour de 4%. Cette combinaison particulière d'éléments est ce qui distingue le Zamak des autres alliages de la famille et, par conséquent, lui confère des propriétés uniques qui le rendent adapté à une variété d'applications.

Dans cet article, nous examinerons la composition, les caractéristiques, les types, les avantages, les utilisations et les raisons pour lesquelles le zamak est progressivement employé dans divers secteurs de l'industrie manufacturière. 

Zamak : un alliage polyvalent de zinc et d'aluminium

Zamak est l'acronyme des noms allemands des métaux qui composent son alliage : Zink (zinc), Aluminium (aluminium), Magnésium et Kupfer (cuivre). Introduit pour la première fois en 1929, l'alliage s'est depuis révélé être un matériau rentable, durable et incroyablement polyvalent utilisé dans le monde de la fabrication. Avant la mise au point du Zamak, le moulage sous pression du zinc était confronté à un problème connu sous le nom de parasite du zinc. Ce terme désigne la dégradation des composants en zinc due à la présence d'impuretés dans l'alliage. Les impuretés faisaient dégénérer le zinc et, avec le temps, la plupart des pièces moulées sous pression devenaient inutilisables. La New Jersey Zinc Company a résolu ce problème en fabriquant du Zamak, un zinc très pur - le plus pur des zincs - pur à 99,99%. L'affinage était réalisé par reflux, afin d'éliminer les impuretés à l'origine de la corrosion du zinc.

Origine et évolution des alliages de zamak 

L'innovation du zamak a apporté une stabilité à l'industrie de la coulée sous pression du zinc, qui en avait bien besoin. Le zamak a rapidement été largement accepté en raison de sa pureté supérieure et de sa capacité à résister à la dégradation du zinc dans un laps de temps relativement court, pour une utilisation dans le moulage sous pression et à d'autres fins industrielles. Cet alliage a été un véritable succès, car il a permis d'obtenir des composants solides, durables et résistants, même dans des environnements difficiles. Le zamak est devenu un matériau éprouvé, capable de résister aux contraintes mécaniques lorsqu'il est exposé à l'environnement. 

Qu'est-ce que le zamak ?

Le zamak est un alliage à base de zinc et d'aluminium, essentiellement conçu pour le moulage sous pression et la fabrication de précision. Il est largement utilisé en raison de sa solidité, de sa résistance à la corrosion et de ses bonnes propriétés de coulée ; il a été mis au point en 1929 par la New Jersey Zinc Company. Pouvant fondre entre 380°C et 420°C environ, il a un point de fusion bas et convient donc pour les pièces automobiles, la quincaillerie, les composants électriques et les biens de consommation. Il est préféré au zinc pur et à d'autres alliages métalliques en raison de sa durabilité et de son faible coût dans différentes industries.

Composition des alliages de zamak

Le zamak est un groupe de cinq alliages différents composés de zinc comme métal de base et de petites quantités d'aluminium, de magnésium et de cuivre ajoutées pour conférer des propriétés particulières au métal. Les principaux éléments contenus dans les différents alliages de Zamak sont les suivants :

1. Le zinc (Zn) est le métal de base de tous les alliages de zamak. Cet alliage est le deuxième métal non ferreux le plus utilisé, après l'aluminium, car il se distingue par sa résistance à la corrosion et sa solidité.
2. Le zamak contient aussi souvent de l'aluminium (Al) pour augmenter la solidité globale et la résistance à la corrosion. Il permet également d'obtenir une meilleure finition de surface, ce qui mérite une attention particulière lors de la coulée.
3. Magnésium (Mg) - Le magnésium est également ajouté aux alliages de zamak pour améliorer la résistance et les propriétés de coulée de l'alliage fini. Il permet également de réduire la fragilité du zinc.
4. Le zamak contient du cuivre (Cu) ajouté en très petites quantités pour augmenter la dureté et la résistance à l'usure.

En général, la composition de l'alliage peut varier selon le type de Zamak, mais il contient généralement environ 85-95% de zinc, environ 4-8% d'aluminium, 1-3% de cuivre et 0,01-0,1 % de magnésium. 

Quel est le point de fusion du zamak ?

Le point de fusion des alliages de zamak dépend légèrement de leur composition, mais se situe généralement entre 380°C et 420°C (716°F et 788°F). Le zamak a également un point de fusion relativement bas et constitue un bon choix pour le moulage et la fabrication de précision.

Points de fusion de différents alliages de zamak :

• Zamak 2 : ~ 385°C (725°F)
• Zamak 3 : ~ 387°C (729°F)
• Zamak 5 : ~ 385°C (725°F)
• Zamak 7 : ~ 380°C (716°F)

Le zamak est composé essentiellement de zinc et fond donc à une température beaucoup plus basse que l'aluminium ou l'acier. Ses propriétés de haute précision, de production rapide et de fabrication rentable en font un matériau approprié pour les applications exigeant une grande précision.

Qu'est-ce que la poudre de zamak ?

La poudre de zamak est une structure de particules fines d'alliage de zamak composé de zinc avec des ajouts mineurs d'aluminium, de magnésium et de cuivre. Il s'agit d'une poudre fine métallisée utilisée dans des industries telles que les industries thermiques, les industries de pulvérisation, les industries de fabrication additive et les industries de métallurgie des poudres.

Propriétés de la poudre de zamak

Composition : Identique aux alliages Zamak standard (Zamak 2, 3, 5 ou 7)
Point de fusion : Environ 380°C à 420°C (716°F à 788°F)
Résistance à la corrosion : Excellente résistance aux facteurs environnementaux
Conductivité : Bonne conductivité électrique et thermique
Densité : Comme le Zamak solide, il convient pour la métallisation et les pièces frittées.

Utilisations de la poudre de zamak

1. Métallurgie des poudres- Appliqué à la fabrication de composants frittés dans lesquels de la poudre de métal est déposée et chauffée pour former des pièces solides.
2. Pulvérisation thermique - Utilisé comme revêtement protecteur de la surface qui implique l'utilisation d'un matériau pulvérisé pour protéger la surface contre la corrosion et l'usure.
3. Impression 3D et fabrication additive - appliquées aux technologies de nouvelle génération pour la fabrication de prototypes.
4. Moulage par injection de métal (MIM) - Il est utilisé dans les processus de fabrication de petites pièces métalliques aux dessins complexes.

Avantages de la poudre de zamak

• Léger mais solide
• Excellentes propriétés de coulée
• Bonne résistance à l'oxydation et à la corrosion
• Plus rentable que d'autres poudres métalliques telles que le titane ou l'acier inoxydable

La poudre de zamak trouve son application dans l'automobile, l'aérospatiale, l'électronique et de nombreuses autres applications industrielles en raison de son utilité et de sa résistance.

Différents types d'alliages de zamak et leurs applications

Voyons donc un peu plus en détail les différents types d'alliages de zamak et leur utilisation dans le processus de fabrication.

1. Zamak 2 : résistance et dureté élevées

L'un des alliages de zamak les plus populaires de la famille est le Zamak 2, dont la composition est d'environ 96% de zinc, 4% d'aluminium et des traces presque négligeables de cuivre et de magnésium, à l'exception de l'aluminium. aluminium. Cet alliage est choisi en raison de sa résistance et de sa dureté accrues, ce qui lui permet d'être utilisé dans des applications soumises à de fortes contraintes.

 Principales caractéristiques de Zamak 2 :

• Résistance à la traction : 359 MPa
• Dureté Brinell : 100 HB

Applications : Le Zamak 2 est principalement utilisé pour pièces moulées sous pressionL'acier est souvent utilisé pour fabriquer des pièces qui résistent à des contraintes mécaniques élevées. 
La force : Cela confère à ses composants une résistance élevée associée à une grande dureté, ce qui leur confère une grande durabilité, même dans des conditions hostiles.
Avantages de la fabrication : Zamak 2 permet aux fabricants de produire des pièces en métal massif avec une durabilité accrue, rendant inutile l'utilisation de douilles supplémentaires ou d'inserts d'usure dans les pièces moulées sous pression.
Revêtements : C'est également un moyen approprié pour la galvanoplastie, la peinture humide et les revêtements de conversion au chromate.

Le zamak 2 peut supporter des contraintes mécaniques, ce qui lui confère de très bonnes propriétés mécaniques et en fait un matériau adapté à des applications précises exigeant une résistance élevée à l'usure et une grande durabilité.

2. Zamak 3 : Excellente coulabilité et résistance à la corrosion

L'alliage de zamak le plus courant est le Zamak 3, qui présente une remarquable coulabilité et une large gamme d'applications. Sa composition est d'environ 96% de zinc, 4% d'aluminium et des traces de cuivre. L'un des alliages de moulage sous pression les plus populaires est sa fluidité et sa ductilité, qui permettent d'obtenir des détails très complexes sur le composant lors du moulage sous pression.

Caractéristiques principales de Zamak 3 :

Résistance mécanique : Les composants ont une bonne résistance à la traction pour supporter des charges ou des impacts importants.
Résistance à la corrosion : Le Zamak 3 présente une très bonne résistance à la corrosion et convient aux composants exposés à diverses conditions environnementales.
Applications :  Le Zamak 3 a une grande variété d'applications, les principales étant les pièces automobiles, les jouets et la quincaillerie. Ce matériau est utilisé dans de nombreux secteurs industriels car il permet de réaliser des moulages détaillés et précis.
Fait pour durer : Le Zamak 3 étant naturellement résistant à la corrosion et indéformable, les pièces fabriquées dans ce matériau durent longtemps.
Rentable : En outre, il s'agit d'un processus de fabrication rentable par rapport aux matériaux plus coûteux tels que l'acier inoxydable ou l'aluminium.

Excellent choix lorsque la résistance à la corrosion, la coulabilité et la rentabilité sont des priorités.

3. Zamak 5 : solidité et résistance à l'usure supérieures

Un autre alliage de zamak très utilisé est le Zamak 5, qui est souvent utilisé lorsqu'une résistance et une durabilité accrues sont nécessaires. Il est composé d'environ 95 % de zinc, 4 % d'aluminium et 1 % de cuivre. Le Zamak 5 a une teneur en cuivre plus élevée que les autres alliages de Zamak, ce qui lui confère une résistance, une dureté et des propriétés d'usure nettement supérieures pour les applications les plus exigeantes.

Caractéristiques principales de Zamak 5 :

Amélioration de la force : Sa résistance à la traction plus élevée et sa meilleure résistance au fluage sont dues à la teneur en cuivre du Zamak 5.
Stabilité dimensionnelle : Il présente une meilleure stabilité à des températures plus élevées que les autres alliages de Zamak.
Principalement utilisé pour : Le Zamak 5 est utilisé pour la fabrication de pièces automobiles, de connecteurs électriques, de matériel industriel et de composants de machines. Il est particulièrement adapté aux applications nécessitant une bonne résistance mécanique et une bonne résistance à l'usure.
Avantages des matériaux : La production de composants complexes et détaillés est facilitée par les excellentes caractéristiques de moulage de cet alliage. Il est généralement utilisé dans les industries dont les pièces doivent présenter une grande résistance mécanique et une grande durabilité.

Le Zamak 5 est préféré pour la production de pièces soumises à des charges mécaniques élevées et de longue durée.

4. Zamak 7 : grande fluidité et résistance à la corrosion

Le Zamak 7 est une modification du Zamak 5, dont il améliore la résistance à la corrosion, mais dont il conserve la plupart des propriétés. Il contient environ 96% de zinc, d'aluminium, de cuivre et de magnésium. Une résistance accrue à la corrosion est nécessaire lorsque le Zamak 7 est utilisé.

Caractéristiques principales de Zamak 7 :

Excellente fluidité : Le Zamak 7 possède de bonnes propriétés de fluidité qui le rendent parfait pour la coulée de parois minces et de formes complexes.
Résistance à la corrosion : Il présente une résistance à la corrosion réduite par rapport au Zamak 5 et est utilisé, entre autres, dans les applications marines.
Applications primaires : Le Zamak 7 est utilisé dans les cas où la résistance à la corrosion est cruciale dans des applications telles que les environnements marins, les installations extérieures et les pièces soumises à des conditions climatiques extrêmes.
Avantages de la fabrication : Le Zamak 7 est très fluide, ce qui permet de produire des géométries complexes et des composants à parois minces. Il peut également être remodelé pendant l'assemblage sans perdre son intégrité structurelle.

Lorsque les questions environnementales entrent en ligne de compte, la résistance supérieure à la corrosion du Zamak 7 en fait l'alliage idéal pour l'application.

Caractéristiques du zamak

Les propriétés des alliages de Zamak sont excellentes, combinant toutes les propriétés favorables nécessaires aux différents processus de fabrication. Voici quelques-unes de ces caractéristiques :

1. Les alliages de zamak sont également bénéfiques pour leur grande résistance et leur durabilité. C'est pourquoi ils constituent le matériau idéal pour les applications nécessitant des composants robustes et à longue durée de vie.
2. Résistance à la corrosion: Parce que l'ingrédient principal du zamak est le zinc, qui est très résistant à la corrosion. Les alliages de zamak étant résistants à l'humidité, ils conviennent aux utilisations marines et extérieures.
3. Polyvalence : Les alliages de zamak sont polyvalents en ce sens qu'ils peuvent être moulés dans des formes et des tailles complexes et qu'ils peuvent donc être utilisés pour de nombreuses applications dans différentes industries. Les détails fins nécessaires à la production de masse peuvent être transformés en composants.
4. Point de fusion bas : Les alliages de zamak ont un point de fusion bas (380°C à 390°C), inférieur à celui de la plupart des autres métaux (tels que l'aluminium ou le cuivre).
5. Finition de la surface : Les alliages de zamak ont une finition de surface très lisse, ce qui est important dans des applications telles que les objets décoratifs, où l'apparence est importante.
6. Poids léger : Le zamak est léger en raison de sa forte teneur en zinc, et globalement plus léger que la plupart des autres métaux, ce qui est une autre raison pour laquelle il est largement utilisé dans une variété d'applications où le poids est important.

Les alliages de zamak et leurs normes dans différents pays 

Nous disposons également d'un tableau actualisé des alliages de Zamak et de leurs normes dans les différents pays :

Dans cette section, un tableau actualisé présente les principales normes et spécifications spécialement consacrées aux alliages Zamak, telles que la composition, les procédés de coulée et les propriétés mécaniques par pays. Il souligne le fait que les alliages Zamak, y compris le Zamak 3, le Zamak 5, etc. sont globalement réglementés afin de maintenir une uniformité dans la production et le contrôle de la qualité.

Avantages du zamak

L'utilisation généralisée des alliages de zamak dans l'industrie manufacturière s'explique par les avantages suivants :

1. Le zamak est un matériau économique par rapport à l'aluminium ou au laiton. Il s'agit d'un matériau relativement peu coûteux et facile à transformer, ce qui le rend économique pour la production de masse, notamment dans l'industrie automobile et les produits ménagers.
2. Les alliages de zamak sont très faciles à mouler dans des formes complexes avec une grande précision. Cette capacité permet de produire en masse des composants d'une grande précision dimensionnelle.
3. Le zamak présente une très bonne recyclabilité. Comme l'alliage peut être fondu et réutilisé, il constitue une option écologique pour les industries qui cherchent à minimiser la production de déchets et à réduire les coûts de production.
4. Bonnes propriétés mécaniques : Les propriétés mécaniques des alliages de zamak permettent de les utiliser dans de nombreux produits. Un exemple de cette utilisation est la résistance à la rouille et à l'oxydation des pièces en zamak, qui peuvent donc être utilisées à l'intérieur ou à l'extérieur.
5. Les alliages de zamak présentent également un attrait esthétique, car ils ont presque toujours une finition qui peut être polie pour obtenir un brillant attrayant. C'est pourquoi ils conviennent particulièrement bien à un usage décoratif, comme dans la bijouterie, la quincaillerie et les garnitures.

Utilisations courantes du zamak

Par conséquent, les alliages de Zamak ont une grande variété d'utilisations dans de nombreuses industries et applications telles que :

1. Dans l'industrie automobile : Les alliages de zamak sont principalement utilisés dans l'industrie automobile pour la fabrication de pièces telles que les serrures, les verrous, les poignées, etc. qui doivent présenter une résistance et une endurance élevées. Ces alliages améliorent la facilité d'entretien et la durabilité de ces composants automobiles et, de cette manière, améliorent l'efficacité globale des automobiles.
2. La production : Le zamak est bien connu comme matériau de moulage sous pression pour la production de grands volumes de petites pièces avec une grande précision. Le zamak a un point de fusion bas, une bonne fluidité et peut remplir un moule complexe.
3. Utilisations : Le zamak est utilisé pour la fabrication de connecteurs électriques, de raccords et de boîtiers parce qu'il présente une bonne conductivité électrique, une bonne résistance mécanique et une bonne résistance à la corrosion. Il est également utilisé dans les connecteurs pour les machines industrielles et les composants électroniques.
4. Quincaillerie domestique : Dans les ménages, le zamak est utilisé pour fabriquer des articles de quincaillerie tels que des poignées de porte, des serrures, des boutons, etc. Il est également utilisé dans les équipements de cuisine tels que les robinets et autres accessoires de plomberie, car il est résistant à la corrosion et extrêmement solide.
5. Bijoux et objets décoratifs : Le zamak est souvent utilisé dans la production de bijoux et d'autres articles décoratifs en raison de sa surface lisse et de ses qualités esthétiques. Il existe pratiquement des douzaines de peintures de ce type, et elles sont populaires dans les bijoux de fantaisie où le coût et l'apparence sont importants.
6. Composants de la machine : Les alliages de zamak sont utilisés dans la fabrication d'équipements industriels tels que les pièces de machines, les machines-outils et les composants de machines. Durables à l'usure et à la corrosion, ils améliorent la résistance des machines industrielles.

Conclusion

Le zamak est un matériau unique et polyvalent qui présente l'avantage d'être peu coûteux, facile à couler, durable et doté d'excellentes propriétés mécaniques. Les alliages de zamak font partie intégrante des processus de fabrication modernes utilisés dans la construction automobile, l'électronique, les produits ménagers, les composants industriels, etc. Étant donné que le zamak peut être recyclé et que nombre de ses applications sont très vastes, cela signifie que le zamak sera un composant important dans la fabrication de nombreux objets pendant de nombreuses années à venir.
Les alliages de zamak sont le résultat d'une combinaison de zinc et d'autres éléments tels que l'aluminium, le magnésium ou le cuivre. Le zamak est un alliage qui répond encore aux besoins de diverses industries, qu'il s'agisse de composants structurels, d'éléments décoratifs ou de pièces complexes de machines.
Connaître le zamak, sa nature et ses différentes applications permet aux fabricants d'exploiter les qualités de cet alliage pour créer des produits plus efficaces, plus rentables et plus durables.

FAQ sur Zamak

1. À quoi sert le zamak ?

En raison de ses excellentes propriétés mécaniques, de sa résistance à la corrosion et de sa rentabilité, le zamak est largement utilisé dans le moulage sous pression, les pièces automobiles, la quincaillerie, les composants électriques, les jouets et les machines industrielles.

2. Quelles sont les variétés d'alliages de zamak ?

Les alliages de zamak sont les plus couramment utilisés :

Zamak 2 - Résistance et dureté élevées
Zamak 3 - est utilisé pour le moulage sous pression à usage général.
Zamak 5 - Plus solide que le Zamak 3, avec une meilleure résistance à l'usure

Zamak 7 - Amélioration de la ductilité et de la résistance aux chocs

3. Quel est le point de fusion du zamak ?

Les alliages de zamak ont un point de fusion compris entre 380°C et 420°C (716°F et 788°F), en fonction de la composition particulière.

4. Qu'est-ce que la poudre de Zamak ? Quelle est son utilité ?

La poudre de zamak est une forme de poudre fine de l'alliage de zamak utilisée pour la métallurgie des poudres, la pulvérisation thermique, la fabrication additive et le moulage par injection de métal (MIM) afin de fabriquer des composants résistants à la corrosion.

5. Quelle est la différence entre le zamak, l'aluminium et l'acier ?

Comparé à l'aluminium et à l'acier, le zamak est moins cher et plus facile à couler. Bien que son point de fusion soit plus bas, il présente une excellente résistance à la corrosion, une bonne solidité et d'excellentes propriétés de moulage, ce qui en fait un matériau idéal pour les dessins détaillés et complexes.