LEGHE & MATERIALI · 19 maggio 2026
Temperatura di fusione zama pressofusione: guida tecnica completa
Solidus, liquidus, temperatura di iniezione 440-460 °C e confronto fra le leghe ZP3, ZP5, ZP2 e ZP8 secondo EN 12844.
La temperatura di fusione della zama in pressofusione è il parametro termico che definisce l’intero processo a camera calda: ne determina la fattibilità industriale, la vita utile dello stampo, la qualità superficiale del pressocolato e perfino la corretta adesione delle successive finiture galvaniche. Le quattro leghe ZP normate da EN 12844 fondono in un intervallo strettissimo, compreso tra circa 379 °C e 390 °C, ma vengono iniettate a temperature più alte (tipicamente 440-460 °C) per garantire fluidità e riempimento ottimale dello stampo. In questa guida tecnica chiariamo definitivamente la differenza tra punto di fusione, temperatura di iniezione e limite di esercizio, confrontiamo le leghe Zamak 3, Zamak 5, Zamak 2 e ZP8 e spieghiamo perché Micrometal, con 11 presse a camera calda nello stabilimento di Erbusco (Brescia), considera il controllo termico la chiave della qualità di processo.
Che cos’è la temperatura di fusione della zama: solidus, liquidus e intervallo di solidificazione
In metallurgia non esiste un singolo “punto di fusione” per una lega: esistono due temperature distinte. La temperatura di solidus è quella sotto la quale la lega è completamente solida; la temperatura di liquidus è quella sopra la quale la lega è completamente liquida. Tra le due si estende l’intervallo di solidificazione, una zona bifasica in cui coesistono cristalli solidi e fase liquida. Più questo intervallo è stretto, più la solidificazione è uniforme e più la riproducibilità dimensionale del pezzo pressocolato è elevata.
La zama (zamak) è una famiglia di leghe a base zinco con composizione tipica: zinco ~96%, alluminio ~4%, magnesio in tracce (0,03-0,06%) e rame in quantità variabili a seconda della lega (da ~0,25% nella Zamak 3 fino a ~2,7% nella Zamak 2). L’alluminio al 4% è il vero protagonista termico: porta la lega vicino al punto eutettico Zn-Al, comprimendo l’intervallo di solidificazione a soli 5-10 °C. Questa caratteristica, distintiva delle leghe ZP rispetto alle leghe ZA ad alto alluminio (8-27%), è ciò che permette la pressofusione della zamak a camera calda con cicli rapidissimi.
Per approfondire la chimica e le proprietà delle leghe di zinco per pressofusione rimandiamo alla scheda materiali dedicata. La norma di riferimento per la classificazione europea è EN 12844, integrata da EN 1774 per le leghe di partenza.
Temperature di fusione delle quattro leghe EN 12844: ZP3, ZP5, ZP2 e ZP8 a confronto
Le quattro leghe normate da EN 12844:1998 condividono una matrice Zn-Al ma differiscono nel contenuto di rame e, nel caso della ZP8, anche di alluminio. Queste differenze chimiche, pur minime, spostano leggermente l’intervallo solidus-liquidus e modificano in modo significativo le proprietà meccaniche e termiche del pressocolato finito.
La Zamak 3 (ZP3) è la lega più diffusa al mondo e quella di riferimento per la maggior parte delle applicazioni industriali. Ha composizione quasi eutettica con intervallo di fusione 381-386 °C, conduttività termica di 113 W/m·°C e stretto range di solidificazione di soli 5 °C: è la lega d’elezione per stabilità dimensionale e finiture galvaniche di alta qualità.
La Zamak 5 (ZP5) aggiunge circa 1% di rame: l’intervallo di fusione resta praticamente identico (380-386 °C), ma il pressocolato guadagna durezza e resistenza meccanica a parità di temperatura di processo. La Zamak 2 (ZP2), con ~2,7% di Cu, ha intervallo 379-390 °C: maggiore durezza e resistenza, leggermente penalizzata l’estensione dell’intervallo di solidificazione. La ZP8, con ~8% di alluminio e ~0,8% di rame, è la lega specifica per servizio a temperatura elevata e resistenza al creep.
| Lega EN 12844 | Al (%) | Cu (%) | Solidus (°C) | Liquidus (°C) | Conduttività (W/m·°C) |
|---|---|---|---|---|---|
| ZP3 (Zamak 3) | ~4,0 | ≤0,25 | 381 | 386 | 113 |
| ZP5 (Zamak 5) | ~4,0 | ~1,0 | 380 | 386 | 109 |
| ZP2 (Zamak 2) | ~4,0 | ~2,7 | 379 | 390 | 105 |
| ZP8 | ~8,0 | ~0,8 | 375 | 404 | 115 |
I valori della tabella derivano dalle specifiche EN 12844:1998 e da brevetti tecnici di settore (US Patent 10,960,463; US Patent 6,564,856). Le equivalenze internazionali sono regolate da ASTM B86 (Alloy 3 = ZP3, Alloy 5 = ZP5, Alloy 2 = ZP2) e ISO 301. Per le applicazioni della Zamak 5 e delle altre varianti, la scelta della lega va sempre dichiarata in offerta tecnica citando la norma di riferimento.
Perché il basso punto di fusione rende la zama ideale per la pressofusione a camera calda
Esiste una soglia termica critica nella tecnologia di pressofusione a camera calda: circa 450 °C. Al di sopra di questa temperatura, le leghe metalliche fuse iniziano ad attaccare in modo significativo le parti in ghisa o acciaio della macchina, in particolare il gooseneck (il “collo d’oca”) immerso nel bagno e il pistone di iniezione. È per questo motivo che alluminio (fusione ~660 °C) e magnesio (~650 °C) richiedono obbligatoriamente la tecnologia a camera fredda, con tutto il bagno separato dal cilindro di iniezione.
La zama, con liquidus a 386-390 °C e iniezione a 440-460 °C, opera proprio sotto questa soglia. L’alluminio al 4% nella lega svolge inoltre un ruolo passivante: forma una pellicola di ossido che riduce drasticamente la velocità di erosione delle parti ferrose immerse. È la combinazione tra basso punto di fusione e passivazione chimica a rendere la zamak l’unica lega industriale ammessa al processo a camera calda con cicli continui.
I vantaggi industriali sono diretti e quantificabili: cicli brevi (anche <3 secondi su pezzi di piccola taglia), elevata fluidità che permette pareti sottili fino a 0,5 mm, vita utile dello stampo nell’ordine di milioni di colpi (contro ~150.000 colpi tipici dell’alluminio in camera fredda). Il nostro parco di presse a camera calda sfrutta integralmente questo vantaggio termico.
Temperatura di iniezione vs temperatura di fusione: il surriscaldamento del bagno in macchina
Il set-point operativo del bagno fuso in una pressa a camera calda per zama è tipicamente compreso tra 440 e 460 °C. Questo range non è una temperatura di fusione: è il liquidus della lega (~386 °C) aumentato di un surriscaldamento (superheat) di 50-70 °C. Il surriscaldamento serve a tre scopi: garantire fluidità sufficiente per il riempimento delle cavità più fini, compensare le perdite termiche nella corsa del metallo dal gooseneck alla cavità dello stampo, e mantenere un margine di sicurezza contro la solidificazione prematura nel canale di iniezione.
In Micrometal il monitoraggio termico del bagno è continuo e basato su termocoppie tipo K con set-point gestito da controllo PID; tutte le derive sono registrate e tracciate nel sistema di gestione qualità certificato dal 1991. Questa tracciabilità termica è ciò che permette di garantire l’adesione galvanica della sequenza rame undercoat (cianuro 2-5 μm) + rame acido + nichel, standard NADCA / ASTM B633 / B841: senza un bagno termicamente stabile, anche la migliore galvanica fallisce.
Temperatura dello stampo e velocità di raffreddamento: effetti su tolleranze e finitura
Il controllo termico non si esaurisce nel bagno: lo stampo ha una sua dinamica termica altrettanto critica. La temperatura iniziale dello stampo all’avvio di una colata è tipicamente ~105 °C; durante la produzione continua, il regime termico stazionario tende a stabilizzarsi a 150-200 °C grazie all’equilibrio tra calore ceduto dal pressocolato e calore asportato dai canali di raffreddamento.
La velocità di raffreddamento nei primi millisecondi dopo l’iniezione supera i 300 °C/s. Questo gradiente termico fortissimo è ciò che produce la caratteristica skin densa superficiale del pressocolato in zama: uno strato di ~0,1-0,3 mm a grano finissimo, privo di porosità, che costituisce la base ideale per i trattamenti galvanici e meccanici di finitura.
Le derive termiche dello stampo producono difetti tipici e riconoscibili:
“`mermaid
flowchart TD
A[Inizio ciclo: stampo ~105 °C] –> B{Temperatura stampo
in regime}
B –>|Troppo fredda <130 °C| C[Cold-shut
Giunti freddi
Riempimento incompleto]
B –>|Range ottimale
150-200 °C| D[Skin densa
Tolleranze in spec
Finitura uniforme]
B –>|Troppo calda >230 °C| E[Adesione al die
Porosità da gas
Variazioni dimensionali]
D –> F[Pezzo OK
Galvanica adesiva]
C –> G[Scarto: ricarico bagno
aumentare set-point]
E –> H[Scarto: ottimizzare
raffreddamento stampo]
“`
Mantenere lo stampo nel range ottimale 150-200 °C è essenziale per rispettare le tolleranze dimensionali della pressofusione zama, tipicamente nell’ordine di ±0,05-0,1 mm su quote critiche. I brevetti US 5,071,620 e US 4,456,229 descrivono in dettaglio l’effetto delle derive termiche dello stampo sulla qualità del pressocolato.
Temperatura di esercizio massima e rischio di creep: limiti d’uso in servizio per ciascuna lega
Una volta solidificato, il pressocolato in zama vive una sua “seconda vita termica” in servizio. Qui interviene un concetto che spesso genera confusione: il limite di temperatura di esercizio. Questo limite NON è il punto di fusione (~385 °C), ma una temperatura molto più bassa, oltre la quale la lega — pur restando solida — può subire deformazioni permanenti per creep (scorrimento viscoso sotto carico costante).
| Lega | T max sotto carico (°C) | T max senza carico (°C) | Resistenza al creep |
|---|---|---|---|
| ZP3 (Zamak 3) | 100 | 150 | Base di riferimento |
| ZP5 (Zamak 5) | 100 | 150 | ~ZP3 ma +10 °C |
| ZP2 (Zamak 2) | 130 | 150 | Buona |
| ZP8 | 130 | 150 | Ottima (riferimento) |
La gerarchia di resistenza al creep, secondo i dati di zinc.org e EN 12844, è: ZP8 ≥ ZP2 > ZP5 > ZP3. Il rame e l’alluminio aggiuntivo agiscono come elementi di rafforzamento per soluzione solida e per precipitazione, ostacolando il movimento delle dislocazioni a temperatura. Per applicazioni in strumentazione e sensori con cicli termici prolungati, la scelta di ZP8 o ZP2 può fare la differenza tra un componente affidabile e uno soggetto a deriva dimensionale.
Come scegliere la lega zamak giusta in base alle esigenze termiche e meccaniche del progetto
La scelta tra le quattro leghe ZP non si fa “per default”: ogni progetto ha un profilo termico-meccanico specifico che orienta verso una variante precisa. L’albero decisionale che segue sintetizza il workflow applicato dal nostro ufficio tecnico:
“`mermaid
flowchart TD
A[Definire requisiti progetto] –> B{Temperatura di servizio
sotto carico?}
B –>|< 100 °C| C{Finitura galvanica
critica?}
B –>|100-130 °C| D[Considerare ZP2 o ZP8]
B –>|> 130 °C| E[Valutare altri materiali
o ridurre carico]
C –>|Sì – Ni/Cr decorativi| F[ZP3
Stabilità + finiture top]
C –>|No – solo verniciatura| G{Carichi meccanici?}
G –>|Bassi| F
G –>|Moderati – durezza| H[ZP5
Compromesso ottimale]
D –> I{Resistenza al creep
prioritaria?}
I –>|Sì| J[ZP8]
I –>|No, durezza prioritaria| K[ZP2]
“`
In sintesi operativa: ZP3 è la scelta per stabilità dimensionale e finiture galvaniche di alta qualità (è la lega prevalente nelle nostre applicazioni nel settore serrature e sicurezza); ZP5 è il miglior compromesso per carichi moderati con durezza superiore alla ZP3; ZP2 è scelta quando servono massima resistenza meccanica e durezza per applicazioni di ferramenta tecnica gravose; ZP8 è la lega d’elezione per servizio a temperatura elevata e resistenza al creep prolungata.
Per discutere il caso specifico del vostro componente, il nostro ufficio tecnico è disponibile per consulenza preliminare: telefono +39 030 7760830.
Normativa di riferimento: EN 12844, EN 1774 e standard internazionali
Per l’acquirente tecnico, citare la norma corretta nell’offerta e nel contratto è essenziale per evitare ambiguità sulle designazioni e per garantire la conformità del fornitore. Le norme di riferimento sono:
- EN 12844:1998 — “Zinc and zinc alloys – Castings – Specifications”. Specifica composizione chimica, proprietà meccaniche e designazioni dei pressocolati in lega di zinco: ZP2, ZP3, ZP5, ZP8. È la norma da citare per il prodotto finito.
- EN 1774:1997 — “Zinc and zinc alloys – Alloys for foundry purposes – Ingot and liquid”. Norma companion che regola la specifica chimica dei lingotti e delle leghe liquide di partenza, con tolleranze più strette rispetto alla EN 12844 per compensare le variazioni di processo.
- ASTM B86 — Standard americano per pressocolati in lega di zinco; le designazioni Alloy 3, Alloy 5, Alloy 2 corrispondono rispettivamente a ZP3, ZP5, ZP2.
- ISO 301 — Norma ISO per i lingotti di lega di zinco destinati alla fonderia.
- ISO 9001:2015 — Sistema di gestione qualità, rilevante per la tracciabilità termica come parametro di processo.
Micrometal opera in regime di certificazione ISO 9001 dal 1991, con tracciabilità documentata delle temperature di bagno e stampo per ogni lotto produttivo. Per richiedere un’offerta tecnica o discutere la specifica della vostra applicazione vi invitiamo a contattare la Redazione Micrometal e il nostro ufficio tecnico: il dialogo precoce sulle esigenze termiche del progetto è il modo migliore per orientare la scelta della lega ottimale fra ZP3, ZP5, ZP2 e ZP8.