La fonderie sous pression du zinc repose sur une petite famille d'alliages, et les deux que vous rencontrerez le plus souvent sont le Zamak 3 et le Zamak 5. Ils se ressemblent presque sur un certificat (tous deux autour de 4% d'aluminium sur une base de zinc) mais un seul chiffre sépare leur comportement : le cuivre. Ce guide explique ce que cette différence change réellement en termes de résistance, de corrosion, de coulabilité et de coût, et comment choisir la bonne nuance.
Composition : toute l'histoire est dans le cuivre
| Élément | Zamak 3 (AG40A) | Zamak 5 (AG40B) | Ce qu'il apporte |
|---|---|---|---|
| Aluminium | 3.9–4.3% | 3.9–4.3% | Résistance, fluidité, démoulage |
| Cuivre | ≤0.25% | 0.75–1.25% | Résistance, dureté, résistance à l'usure |
| Magnésium | 0.02–0.05% | 0.02–0.06% | Réduit la tendance à la corrosion intergranulaire |
| Fer | ≤0.10% | ≤0.075% | Points durs, usinabilité (pénalité de dureté si élevé) |
| Plomb | ≤0.005% | ≤0.005% | Fluidité, mais favorise la croissance du zinc ; maintenu au minimum |
| Cadmium | ≤0.004% | ≤0.004% | Toxique ; strictement limité |
| Étain | ≤0.003% | ≤0.003% | Favorise la corrosion intergranulaire ; maintenu au minimum |
| Zinc | Reste | Reste | Métal de base |
Les nuances sont normalisées sous les normes ASTM B86 (AG40A / AG40B) et EN 1774, de sorte qu'un certificat de fonderie certifié indique chaque élément ci-dessus. Lorsqu'un fournisseur annonce « Zamak 3 » ou « Zamak 5 », c'est le certificat (et non l'étiquette), que vous devez auditer.
Propriétés mécaniques comparées
| Propriété (typique, brut de fonderie) | Zamak 3 | Zamak 5 |
|---|---|---|
| Résistance à la traction | ~250–285 MPa | ~320–350 MPa |
| Limite d'élasticité (0.2%) | ~210–220 MPa | ~280–300 MPa |
| Allongement | ~6–10% | ~2–4% |
| Résistance aux chocs | Supérieure (plus ductile) | Modérée |
| Dureté | ~80–90 HRB | ~90–100 HRB |
| Fluidité dans les parois minces | Excellente | Bonne |
| Usinabilité | Bonne | Meilleure (coupe libre, mais usure d'outil plus élevée) |
Les valeurs sont des plages typiques issues de données publiées sur les alliages ; les propriétés réelles dépendent de l'épaisseur de paroi, des paramètres de coulée et du lot certifié spécifique. Concevez toujours en fonction du certificat de fonderie du matériau que vous achetez, et non d'un tableau générique.
Le schéma à retenir : le Zamak 5 achète environ 20–30% de résistance et de dureté en plus avec environ 1% de cuivre, et le paie en ductilité et en marge de corrosion. Les pièces qui cassent sous choc ou qui s'arrachent facilement en filetage favorisent le Zamak 3 ; les pièces qui supportent l'usure, la charge de serrage ou les contraintes de palier favorisent le Zamak 5.
Corrosion et la question de la « croissance du zinc »
Les alliages de zinc ont une faiblesse historique (la corrosion intergranulaire en air humide, appelée couramment « croissance du zinc ») et c'est un problème d'impuretés, pas un problème de nuance. L'excès de plomb, de cadmium, d'étain ou de fer forme des phases de bas point de fusion aux joints de grain qui se corrodent préférentiellement, gonflant et fissurant la pièce. La solution moderne est le contrôle de la composition : le Zamak certifié maintient Pb ≤0.005%, Cd ≤0.004% et Sn ≤0.003%, et des limites strictes sur le fer évitent les points durs qui nuisent à l'usinage et au placage.
Deux règles pratiques en découlent. Premièrement, achetez un alliage certifié avec certificat de fonderie, le zinc recyclé ou non vérifié est à l'origine des problèmes de croissance. Deuxièmement, protégez la surface : placage, électrophorèse, poudrage ou conversion au chromate transforment une pièce coulée sensible à la corrosion en une pièce durable. Le Zamak non revêtu est acceptable en intérieur ; tout ce qui est exposé à l'humidité, au sel ou à l'extérieur nécessite un système de revêtement.
Zamak 3 contre les alliages ZA : où la famille se sépare
| Famille | Aluminium | Caractère | Usage typique |
|---|---|---|---|
| Zamak 3 / 5 / 7 | ~4% | Optimisé pour la chambre chaude, excellente fluidité, résistance modérée | Quincaillerie décorative, ingénierie générale, parois minces |
| ZA-8 | ~8% | Résistance supérieure, encore compatible chambre chaude avec précaution | Pièces structurelles légères |
| ZA-12 | ~11% | Résistance et capacité de palier en hausse | Paliers, bagues, structures |
| ZA-27 | ~27% | Résistance maximale (peut dépasser 400 MPa), fluidité médiocre | Paliers et pièces d'usure plus sévères |
Si votre recherche s'est orientée vers « ZA-8 contre Zamak » ou « résistance du ZA-27 », la question décisive est la charge : les pièces décoratives et générales restent sur le Zamak ; les pièces de zinc pour paliers et structures montent l'échelle ZA, en acceptant la difficulté de coulée que procure davantage d'aluminium.
Guide de sélection
| Votre pièce | Nuance recommandée | Pourquoi |
|---|---|---|
| Quincaillerie décorative, poignées, ferrures | Zamak 3 (ou Zamak 7 pour qualité de placage) | Meilleure reproduction de surface et ductilité ; Zamak 7 pour un placage haut de gamme |
| Pièces à parois minces et complexes | Zamak 3 | Une fluidité supérieure remplit les parois minces |
| Fixations, clips, loquets, serrures | Zamak 5 | Résistance et résistance à l'usure sous charge de montage |
| Intérieur automobile / petits mécanismes | Zamak 5 | Capacité de charge et bonne usinabilité |
| Bagues, paliers, plaques d'usure | ZA-12 / ZA-27 | Résistance et capacité de palier au-delà du Zamak |
| Toute pièce en service humide ou extérieur | Nuance secondaire, système de revêtement primordial | La composition certifiée + placage/électrophorèse décide de la survie |
Comment FHY gère la sélection des alliages de zinc
FHY pratique la fonderie sous pression à chambre chaude sur alliages de zinc avec un matériau certifié fourni lot par lot. Lorsque vous envoyez une pièce pour devis, l'examen couvre la recommandation de nuance au regard de votre charge et de votre environnement, la faisabilité d'épaisseur de paroi sur la nuance choisie, et la voie de traitement de surface (placage, électrophorèse ou revêtement) adaptée à l'environnement de service. Si le Zamak 3 est réellement la mauvaise réponse pour votre pièce, le devis le dit avant la découpe de l'outillage, pas après.