Un guide complet sur le Zamak 3 et ses applications

Parmi les alliages de Zamac, le Zamak 3 est le plus populaire en raison de son équilibre entre résistance, durabilité et facilité de coulée. Le zinc est le principal composant de cet alliage qui contient de petites quantités d'aluminium (3,5 -4%), de magnésium (0,03 - 0,06%) et de cuivre (0,25%). En raison de sa composition très spécifique, cet échantillon est plus stable mécaniquement, moins sujet à la corrosion et capable de conserver des dimensions plus précises. Le zamak est un groupe d'alliages composés de zinc, qui sont largement utilisés dans l'industrie manufacturière en raison de leurs bonnes propriétés mécaniques et de leur prix abordable. Il est dérivé des mots allemands Zink (zinc), Aluminum, Magnesium et Kopper (cuivre) et le terme est suivi du nom des symboles de ces éléments : Zamak". Ces alliages ont été mis au point dans les années 1920 et sont aujourd'hui utilisés dans les industries qui ont besoin de composants métalliques de précision.

C'est l'un des principaux avantages de l'alliage de zinc Zamak 3, car il peut être coulé sous pression. Le point de fusion bas (environ 385°C) signifie qu'il a été utilisé pour la fabrication relativement peu coûteuse de pièces aux caractéristiques complexes et détaillées. Lorsque le processus de coulée est terminé, il a conservé sa fluidité pour fournir des finitions de surface lisses qui ne nécessitent pas de traitement post-production excessif. Les performances de la fonte Zamak 3 sont telles qu'elle est utilisée dans de nombreuses industries. Il est présent dans la majorité des composants automobiles, des boîtiers électriques, de la quincaillerie et des biens de consommation. Comme le matériau est résistant à la corrosion et que ses dimensions sont précises, son utilisation est particulièrement appropriée pour les applications exigeantes qui requièrent une fiabilité à long terme.

Dans l'ensemble, Zamak L'alliage 3 est un matériau rentable et polyvalent qui a continué à être utilisé dans la fabrication moderne. La combinaison de résistance, de durabilité et d'efficacité de coulée qui lui est associée en fait le matériau le plus recherché par les industries qui dépendent fortement de la qualité des composants métalliques.

Qu'est-ce que Zamak 3 ?

Il peut être décrit comme un alliage à base de zinc comprenant du zinc, de l'aluminium et du magnésium, ainsi que du cuivre. Le zamak est une famille d'alliages inventée dans les années 1920. Le nom "Zamak" est basé sur les expéditions allemandes (Zink, Aluminium et Magnésium) plus (Kopper ou Cu) pour les principaux composants du matériau.
Le Zamak 3 (également spécifié comme ASTM AG40A, Z33520 UNS) est l'un des alliages de zinc les plus couramment utilisés dans l'industrie du moulage sous pression. Le Zamak 3 est connu pour ses propriétés mécaniques et physiques exceptionnelles et constitue un choix privilégié pour de nombreuses industries. Ce matériau présente une excellente coulabilité, une stabilité dimensionnelle et une durabilité qui en font l'un des principaux matériaux utilisés pour la fabrication de pièces de précision.
L'alliage de zinc Zamak 3 est considéré comme le meilleur de tous les alliages Zamak en raison de ses bonnes propriétés mécaniques et de son faible coût. Il offre un excellent équilibre entre la dureté, la résistance aux chocs et la stabilité dimensionnelle, ce qui en fait une bonne application industrielle.

Composition et propriétés de l'alliage Zamak 3

Composition de l'alliage Zamak 3

L'alliage Zamak 3 est basé sur le zinc avec un peu d'aluminium et divers métaux à l'état de traces, ce qui lui confère différentes propriétés bénéfiques. La composition de l'alliage Zamak 3 est choisie pour assurer la résistance, la durabilité et la facilité de fabrication du moulage sous pression. Le Zamak 3 se compose des éléments clés suivants.

• Zinc (Zn) - 96%
• Aluminium (Al) - 3,5% à 4%
• Magnésium (Mg) - 0,03% à 0,06%
• Cuivre (Cu) - 0,25%
• Fer (Fe) - 0,02%
• Nickel (Ni) - 0,001%
• Plomb (Pb) - 0,003%
• Cadmium (Cd) - 0,003%
• Étain (Sn) - 0,001%
• Silicium (Si) - 0,02%

Le Zamak 3 est très populaire dans des secteurs tels que l'automobile, l'électronique et la fabrication.

Composition chimique de l'alliage Zamak 3

Les quatre éléments primaires de l'alliage Zamak 3 sont le zinc, l'aluminium, le magnésium et le cuivre. Les caractéristiques de l'alliage sont définies et ses propriétés mécaniques sont renforcées par le rôle particulier de chaque élément. L'alliage de zinc Zamak 3 est normalement disponible avec des compositions typiques comprenant :

Zinc (Zn) - 96%

L'alliage Zamak 3 se compose de zinc comme métal de base et présente une excellente résistance à la corrosion, de bonnes propriétés de coulée et un prix abordable. En outre, il facilite la fusion et le moulage et peut être produit en masse dans l'industrie du moulage sous pression.

Aluminium (Al) - 3,5% à 4%

L'aluminium augmente également la solidité, la dureté et la résistance à la corrosion de l'alliage. En outre, il augmente la fluidité du métal en fusion, ce qui permet au moulage en Zamak 3 de produire des formes précises et complexes avec une finition lisse.

Magnésium (Mg) - 0,03% à 0,06%

Le magnésium améliore considérablement la résistance mécanique et la résistance aux chocs, même en petites quantités dans l'alliage de zinc Zamak 3. En outre, il rend la coulée de l'alliage plus stable et plus durable, car il contribue à réduire l'oxydation au cours de ce processus.

Cuivre (Cu) - 0,25%

Le cuivre augmente la dureté et la résistance à la traction de l'alliage. Le pourcentage de cuivre est toutefois très faible pour éviter une fragilité excessive de l'alliage Zamak 3.

Propriétés clés de l'alliage Zamak 3

L'alliage de zinc Zamak 3 est soigneusement équilibré pour en faire une application industrielle appropriée en raison de ses propriétés avantageuses, notamment :

1. Résistance et dureté élevées

Les caractéristiques de l'alliage Zamak 3 produisent un excellent équilibre entre la résistance et la ductilité qui convient à ces types de composants, qui nécessitent une durabilité sous contrainte mécanique. Il présente une résistance à la traction d'environ 283 MPa (41 000 PSI) et une dureté de 82 Brinell (HB). Cette combinaison le rend résistant à l'usure et à la déchirure pour des applications telles que l'automobile et les composants structurels.

2. Excellente stabilité dimensionnelle

La fonte de Zamak 3 est l'une des caractéristiques les plus précieuses de la fonte pour le maintien de dimensions précises, même dans des conditions de contraintes élevées. L'alliage de zinc Zamak 3 est différent de certains autres alliages métalliques qui se dilatent ou se contractent fortement avec les fluctuations de température. Il est idéal pour les applications où les tolérances doivent être serrées et l'ajustement exact, comme les engrenages, les serrures et les pièces de machines industrielles.

3. Résistance à la corrosion

L'alliage Zamak 3 contient aluminium et le magnésium, qui constituent une source supplémentaire d'oxydation et de corrosion environnementale. Le zinc pur est toutefois sujet à la corrosion au fil du temps, et une couche résistante à la corrosion se forme à la surface grâce aux éléments supplémentaires de l'alliage de zinc Zamak 3. C'est pourquoi il convient aux applications extérieures, aux composants automobiles et aux boîtiers électriques.

4. Coulabilité et fluidité supérieures

L'une des caractéristiques les plus importantes de la fonte de Zamak 3 est sa capacité à avoir un point de fusion bas d'environ 385°C ou 725°F. Cela permet une fabrication facile et peu coûteuse. Il est possible de couler le Zamak 3 avec une très grande fluidité et peu de défauts, tout en remplissant des moules très complexes. Cette propriété est très avantageuse pour les industries qui ont besoin de conceptions précises et complexes, comme l'électronique grand public, les appareils médicaux et la quincaillerie décorative.

5. Bonne conductivité électrique

L'alliage de zinc Zamak 3 présente une conductivité électrique modérée, mais pas aussi élevée que celle du cuivre ou de l'aluminium. En raison de sa température de vaporisation, c'est un matériau viable pour certains composants électriques et électroniques tels que les connecteurs, les bornes et les éléments de mise à la terre. En raison de sa conductivité, de sa solidité et de sa résistance à la corrosion, il est utile pour la production de composants électriques durables.

6. Excellente finition de surface et compatibilité avec le placage

En particulier, la finition de surface des produits fabriqués avec l'alliage Zamak 3 est l'une des principales raisons pour lesquelles ce type d'alliage est si couramment utilisé dans le moulage sous pression. L'alliage supporte plusieurs procédés de finition, tels que :

Placage électrolytique : Revêtements décoratifs et protecteurs tels que le chromage, le nickelage et la dorure
Revêtement par poudre : Procure une finition durable et résistante à la corrosion.
Peinture et polissage : Améliore l'attrait esthétique des biens de consommation et des articles de décoration.

Propriétés mécaniques de l'alliage Zamak 3

Les forces externes appliquées à un matériau déterminent ses propriétés mécaniques. L'évaluation des performances de l'alliage Zamak 3 dépend fortement de ces propriétés essentielles. Les principales propriétés mécaniques de l'alliage Zamak 3 sont les suivantes :

Dans différentes conditions de contrainte, le Zamak 3 démontre sa résistance à la déformation grâce à ses propriétés mécaniques. La résistance à la traction de 283 MPa du Zamak 3 le rend approprié pour la production de composants qui nécessitent à la fois résistance et ductilité. L'alliage fait preuve d'une grande intégrité structurelle puisqu'il possède une limite d'élasticité de 221 MPa et une résistance au cisaillement atteignant 214 MPa, ce qui permet de l'utiliser dans des applications exigeantes de support de contraintes.

Propriétés physiques de l'alliage Zamak 3

Le terme "propriétés physiques" fait référence aux caractéristiques intrinsèques du matériau, telles que la densité, la conductivité thermique, les propriétés électriques, etc. Ces propriétés sont très importantes lors de la conception de composants qui doivent résister à des conditions environnementales spécifiques ou travailler à des températures variables. Toutes les caractéristiques importantes de l'alliage Zamak 3 peuvent être résumées comme suit :

L'alliage Zamak 3 peut être facilement coulé grâce à son point de fusion relativement bas de 384°C. En raison de son faible point de fusion, il présente une conductivité thermique exceptionnelle de 113 W/mK et peut donc transférer efficacement la chaleur. En outre, le Zamak 3 a une très bonne densité de 6,6 g/cm³, ce qui rend les pièces fabriquées en Zamak 3 légères et capables de résister à des contraintes mécaniques importantes.

L'alliage Zamak 3 a une résistivité électrique comparable de 6,37 μΩ-cm ; cet alliage est donc modéré et peut être utilisé dans certaines applications électroniques telles que les connecteurs et autres composants électriques. Le coefficient de dilatation thermique étant relativement faible, la stabilité dimensionnelle est assurée en cas de variations de température. La capacité thermique spécifique de 419 J/kg°C indique également que l'alliage peut absorber et stocker de la chaleur avant qu'un changement de température ne se produise, ce qui est utile pour les composants qui nécessitent des fluctuations de température.

Pourquoi le Zamak 3 est-il l'alliage de zinc le plus courant ? 

L'alliage de zinc Zamak 3 est l'un des alliages de Zamak les plus utilisés en raison de ses bonnes propriétés d'équilibre, de son prix économique et de sa facilité de coulée. En raison de ces caractéristiques, il est préféré à d'autres alliages Zamak, tels que le Zamak 5 et le Zamak 7.

Coût inférieur - La plus faible teneur en cuivre par rapport au Zamak 5 rendra la fabrication beaucoup moins coûteuse sans nuire aux propriétés fonctionnelles essentielles.
Une meilleure fluidité - Il est plus fluide que le Zamak 5, ce qui permet un meilleur remplissage des moules et des finitions plus faciles pour les produits Gregary.
Bonnes propriétés mécaniques - La résistance et la durabilité de l'alliage Zamak 3 sont plus stables que celles de l'alliage Zamak 7.
En raison de ces avantages, le moulage en zamak 3 est largement utilisé dans les pièces automobiles, les accessoires de meubles, l'électronique et les produits de consommation.

Zamak 3 vs. Zamak 5

Différences de composition

Le Zamak 3 et le Zamak 5 sont considérés comme des alliages à base de zinc avec de l'aluminium, du magnésium et du cuivre en quantités variables, mais leur composition varie légèrement. Le Zamak 3 est composé d'environ 96% de zinc, 3,5-4% d'aluminium, 0,03-0,06% de magnésium et seulement 0,25% de cuivre. Cependant, le Zamak 5 est plus résistant mais légèrement moins ductile car il contient 0,75-1,2% de cuivre. L'alliage Zamak 5 contient plus de cuivre, ce qui rend sa dureté et sa résistance à la traction plus élevées que l'alliage Zamak 4, mais sa résistance à la corrosion est plus faible.

Propriétés mécaniques

L'alliage Zamak 3 est également connu pour avoir une meilleure ductilité et une meilleure résistance aux chocs, et il est donc idéal pour les applications qui nécessitent de la flexibilité et de la précision. Le Zamak 5 présente une plus grande résistance à la traction (317 MPa contre 283 MPa pour le Zamak 3) et une plus grande dureté (90 Brinell contre 82 Brinell pour le Zamak 3). Il est cependant moins allongé et donc plus fragile sous la contrainte. La coulée de Zamak 3 offre une meilleure stabilité dimensionnelle, tandis que la coulée de Zamak 5 est plus appropriée pour les applications lourdes.

Résistance à la corrosion et coulabilité

Parce qu'il résiste à la corrosion, l'alliage de zinc Zamak 3 convient parfaitement aux environnements humides. Le Zamak 5 a une résistance moindre et une meilleure résistance à l'usure, mais il est plus enclin à l'oxydation en raison de sa teneur plus élevée en cuivre dans l'alliage. Le Zamak 3 est également plus facile à mouler pour obtenir des pièces complexes, alors que le Zamak 5 peut nécessiter un usinage supplémentaire.

Applications

Les garnitures automobiles, les composants électriques, les accessoires de meubles et les biens de consommation sont des domaines où la précision et la résistance à la corrosion sont importantes, et c'est pourquoi le Zamak 3 est également largement utilisé. Le Zamak 5 est couramment utilisé dans les supports automobiles, les engrenages, les machines industrielles, ainsi que dans les pièces mécaniques nécessitant une résistance et une durabilité élevées.

Pourquoi l'alliage Zamak 3 est-il préféré pour la coulée ?

Le moulage sous pression est une méthode de fabrication dans laquelle le métal en fusion est coulé dans un moule pour créer des composants précis et complexes. Les raisons de préférer Zamanak 3 casting dans l'industrie du moulage sous pression sont les suivantes :

1. Point de fusion bas - Par rapport à l'alliage de zinc Zamak 3, qui a un point de fusion bas (environ 385°C), la coulée est facile et rentable.
2. La fluidité - Cette propriété est nécessaire et contribue à ce que l'alliage en fusion remplisse des moules complexes sans défauts, produisant ainsi des pièces coulées lisses et détaillées.
3. Zamak 3 coulée - Le moulage par rétraction minimale permet de conserver la précision dimensionnelle, ce qui réduit les besoins d'usinage après le moulage.
4. Uniformité sur les grandes séries - Pour les besoins d'une grande production, les fabricants préfèrent l'alliage Zamak 3 qui assure la constance.
5. Options de finition de surface - Le zamak 3 (un moulage) peut être traité par différents procédés tels que la galvanisation, le revêtement par poudre ou la peinture.

Applications de l'alliage de zinc Zamak 3

L'alliage de zinc Zamak 3 présente d'excellentes propriétés, si bien que l'alliage de zinc Zamak 3 est utilisé à la place de nombreux autres alliages dans diverses industries, ce qui en fait un matériau de base dans la fabrication moderne. Voici quelques-unes de ses principales applications.

Industrie automobile

 L'industrie automobile utilise le plus possible la fonte de Zamak 3 pour fabriquer des objets/composants tels que des poignées de porte, des supports, des engrenages et des mécanismes de verrouillage. La solidité, la précision dimensionnelle et la résistance à la corrosion de l'alliage en font un alliage approprié, en particulier pour les pièces structurelles et décoratives des véhicules qui seront très fiables et durables pendant les cycles de vie de ces véhicules.

Électricité et électronique

Il est largement utilisé dans la production de connecteurs électriques, de commutateurs, de boîtiers électriques et d'autres pièces dans le domaine de l'électronique. En raison de son faible coût, de sa résistance mécanique et de sa conductivité électrique, ainsi que de sa résistance aux facteurs environnementaux, il constitue un choix de premier ordre pour les appareils électroniques et les systèmes électriques durables et a une conductivité électrique modérée.

Meubles et quincaillerie 

L'alliage Zamak 3 est couramment utilisé dans l'industrie du meuble pour la quincaillerie décorative, les serrures, les charnières, etc. L'état de surface est excellent et la résistance à la corrosion donne une finition brillante à des éléments tels que ceux qui confèrent un attrait esthétique et une fiabilité aux portes, tiroirs et armoires, etc.

Jouets et biens de consommation

Le Zamak 3 casting permet la production de nombreux jouets de haute qualité et d'articles ménagers courants, d'objets décoratifs et de pièces fonctionnelles. Parce qu'il peut produire des formes complexes avec des finitions lisses, c'est un alliage qui convient bien à la production de produits de consommation sûrs et d'un aspect nouveau.

Médical 

La stabilité dimensionnelle, la biocompatibilité et la résistance à la corrosion de l'alliage de zinc Zamak 3 en font un matériau adapté à certains dispositifs et équipements médicaux. Sa solidité et sa stabilité lui permettent de résister à de nombreuses utilisations en milieu stérile, par exemple pour les instruments chirurgicaux, les boîtiers médicaux et les dispositifs de surveillance.

Électronique grand public

Les boîtiers de téléphones portables, les boîtiers d'appareils photo et les accessoires de téléphones portables sont fabriqués en alliage Zamak 3. Léger, solide et facile à couler, c'est un excellent matériau pour façonner des boîtiers électroniques de haute qualité en termes de résistance et de forme.

Industrie aérospatiale 

Le Zamak 3 n'est peut-être pas utilisé comme composant structurel primaire dans l'industrie aérospatiale, mais il est utilisé lors de la production de ces pièces comme supports, fixations et attaches. Le rapport résistance/poids de l'alliage est ainsi particulièrement avantageux lorsqu'il s'agit de fonctionner en minimisant le poids.

Zamak 3 comparé à d'autres alliages de zinc

L'alliage Zamak 3 est le plus populaire des alliages de zinc, mais les alliages Zamak 5 et Zamak 7 sont également utilisés dans les applications industrielles. L'alliage de zinc Zamak 3 se compare à eux comme suit :

L'alliage Zamak 3 est l'alliage le plus polyvalent et le plus largement utilisé pour les pièces moulées, car c'est l'alliage le plus polyvalent, avec une résistance légèrement supérieure dans le Zamak 5 en raison de la teneur plus élevée en Cu.

Conclusion

Selon les matériaux de moulage sous pression, l'alliage de zinc Zamak 3 est un matériau très apprécié dans le monde entier en raison de sa bonne résistance dans une gamme de prix peu élevée. Possédant des propriétés de résistance à la corrosion, des propriétés de coulée enchantées et une stabilité mécanique, il est considéré par la plupart des industries comme un choix de prédilection. Des pièces automobiles aux biens de consommation, les pièces moulées en zamak 3 sont utilisées et continuent de jouer un rôle important dans la fabrication moderne. L'alliage Zamak 3 est très fiable et efficace, comme peut l'être un alliage. Par exemple, le large éventail de propriétés et d'applications de l'alliage Zamak 3, qui est si largement utilisé dans le monde entier par le biais de processus de moulage sous pression, est dû à son excellente stabilité dimensionnelle et, par conséquent, la pièce conservera sa forme et ses performances sous l'effet de contraintes ou de différentes influences environnementales. En raison de sa grande précision et de sa fiabilité à long terme, il s'avère inestimable lorsque des composants de précision sont requis avec une grande précision et une fiabilité à long terme. En outre, il est peu coûteux, car des formes complexes peuvent être facilement créées, et il répond aux objectifs de qualité et de budget du concepteur. Dans l'ensemble, le Zamak 3 est une matière première essentielle de la fabrication moderne et constitue une bonne solution pour une puissance élevée dans un large éventail de tâches. À tous égards, l'alliage Zamak 3 est un matériau indispensable pour le moulage sous pression : Il peut s'agir de réaliser un design très complexe ou de s'assurer que nous disposons de composants robustes et fonctionnels à des prix intéressants, d'une grande valeur et d'une grande fiabilité. On le voit, le besoin persiste et son utilisation demeure dans diverses industries.

Foire aux questions (FAQ)

1. De quoi se compose l'alliage Zamak 3 ?

Le Zamak 3 est principalement un alliage de zinc 96%, mais il contient de petites quantités d'aluminium (3,5-4%), de magnésium (0,03-0,06%) et de cuivre (0,25%). Il possède de très bonnes propriétés mécaniques, une bonne résistance à la corrosion, une bonne coulabilité, pour ainsi dire, et c'est cette composition unique qui le rend si performant.

2. À quoi sert l'alliage Zamak 3 ?

L'industrie du moulage sous pression utilise l'alliage Zamak 3 pour fabriquer des composants de haute qualité. Les applications les plus courantes sont les pièces automobiles, les boîtiers électriques, les accessoires de meubles et les biens de consommation. La précision est la principale caractéristique de cet alliage, qui permet de créer des formes complexes.

3. Quelle est la raison pour laquelle le Zamak 3 est accepté dans le moulage sous pression ?

Le zamak 3 est utilisé pour son excellente coulabilité et sa stabilité dimensionnelle. Il fond à basse température (environ 385°C), ce qui facilite le moulage de formes complexes, et il est stable aux contraintes, ce qui signifie qu'il est très fiable pour une utilisation en tant que composant de précision.

4. Le Zamak 3 est-il résistant à la corrosion ?

L'alliage Zamak 3 est certainement très résistant à la corrosion en raison de la présence d'aluminium et de magnésium dans sa composition. Il convient donc aux applications extérieures et aux environnements difficiles où la résistance à l'oxydation et à la corrosion est très importante.

5. L'alliage Zamak 3 est-il facilement recyclable ?

L'alliage Zamak 3 peut être recyclé et réutilisé dans le processus de production sans perdre ses propriétés, il est donc recyclable. Le recyclage des alliages Zamak permet de réduire les déchets, de diminuer les coûts de production et d'améliorer le processus de fabrication.