Leghe & Materiali · 19 maggio 2026
Caratteristiche meccaniche delle leghe zama: guida tecnica per la pressofusione
Resistenza, durezza, allungamento e comportamento delle leghe ZP3, ZP5, ZP2 e ZP8: dati EN 12844 e ASTM B86 per scegliere la lega giusta in pressofusione.
La selezione di una lega zama per pressofusione non può prescindere da una conoscenza approfondita delle sue caratteristiche meccaniche: resistenza a trazione, durezza, allungamento, resilienza e comportamento a scorrimento viscoso (creep) sono i parametri che determinano la fattibilità tecnica e la durata di un pressocolato in esercizio. In questa guida analizziamo nel dettaglio le quattro leghe normate dalla EN 12844 — ZP3, ZP5, ZP2 e ZP8 — confrontandone le proprietà nominali, l’evoluzione nel tempo e i criteri di scelta in funzione dell’applicazione.
Cosa si intende per caratteristiche meccaniche di una lega zama pressofusa
Quando si parla di proprietà meccaniche di un getto in zama si fa riferimento a un insieme strutturato di grandezze fisiche misurabili secondo procedure normate, che descrivono la risposta del materiale a sollecitazioni statiche e dinamiche.
Resistenza a trazione e carico di snervamento
La resistenza a trazione (Rm) è il carico massimo unitario sopportato dal provino prima della rottura, espresso in megapascal (MPa) e misurato secondo EN ISO 6892-1. Il carico di snervamento allo 0,2% (Rp0.2) identifica la soglia oltre la quale il materiale subisce deformazione plastica permanente: per la ZP3 pressofusa, ad esempio, zinc.org indica un valore di riferimento di 220 MPa, utilizzato nei calcoli di progettazione anche per i test di creep.
Allungamento percentuale e duttilità
L’allungamento a rottura (A%) quantifica la duttilità: una lega con A% elevato tollera meglio piccole deformazioni plastiche locali (es. assemblaggi a calettamento) senza fessurarsi. Le leghe zama pressofuse mostrano valori di A% generalmente compresi tra il 2% e il 10% a seconda della composizione e dell’invecchiamento.
Durezza Vickers e Brinell
La durezza Vickers (HV) secondo ISO 6507 e la durezza Brinell (HB) sono misure complementari della resistenza alla penetrazione, correlate alla resistenza all’usura e al comportamento in presenza di filettature, sedi di cuscinetto o superfici scorrevoli.
Resilienza e modulo elastico
La resilienza Charpy (energia assorbita da un provino intagliato a rottura) e il modulo elastico (E ≈ 85–90 GPa) completano il quadro, descrivendo rispettivamente la tenacità agli urti e la rigidezza.
Le quattro leghe zama secondo EN 12844: ZP3, ZP5, ZP2, ZP8
L’acronimo ZAMAK deriva dai nomi tedeschi dei quattro metalli componenti: Zink (zinco), Aluminium (alluminio), MAgnesium (magnesio), Kupfer (rame). La famiglia è stata sviluppata dalla New Jersey Zinc Company nel 1929 ed è oggi standardizzata in Europa dalla norma EN 12844.
Composizione chimica nominale
Le leghe ZP3, ZP5 e ZP2 condividono un tenore costante di alluminio del 4%, mentre la ZP8 si distingue per un alluminio all’8%. Il rame è l’elemento che differenzia le leghe a parità di Al: assente nella ZP3, intorno all’1% nella ZP5 e ZP8, fino al 3% nella ZP2. Il magnesio è presente in tutte le leghe in tenori minimi (0,02–0,06%) per inibire la corrosione intergranulare.
Denominazioni equivalenti
| EN 12844 | Nome commerciale EU | ASTM B86 (USA) | ISO 301 |
|---|---|---|---|
| ZP3 | Zamak 3 | AG40A / Zamak 3 | ZnAl4 |
| ZP5 | Zamak 5 | AC41A / Zamak 5 | ZnAl4Cu1 |
| ZP2 | Zamak 2 | AC43A / Zamak 2 | ZnAl4Cu3 |
| ZP8 | — | ZA-8 (famiglia ZA, distinta) | ZnAl8Cu1 |
Nota tecnica: la ZP8 europea non corrisponde a nessuna lega Zamak ASTM. L’equivalente nordamericano è la ZA-8, appartenente alla famiglia ZA-alloys, separata e distinta dalla famiglia ZAMAK. Evitare in fase di specifica la dicitura impropria “Zamak 8”.
EN 1774 e impurità critiche
La EN 12844 regola la composizione dei getti; la EN 1774 regola invece i lingotti in ingresso, con tolleranze più restrittive per consentire al fonditore margini di variazione di processo. Le impurità critiche — piombo, cadmio, stagno e silicio — devono restare entro soglie molto basse: superati i limiti, si manifestano fragilità, corrosione intergranulare e nei casi peggiori il fenomeno della “zinc pest”. Per questo motivo le leghe zama disponibili in Micrometal sono soggette a verifica di composizione su ogni lotto, in linea con la certificazione ISO 9001.
Tabella comparativa delle proprietà meccaniche nominali a 20 °C
I valori che seguono sono indicativi e fanno riferimento alla EN 12844 (Tabella delle Nominal Properties) e ai dati zinc.org per getti pressocolati di spessore 2 mm, misurati 5–8 settimane dopo la colata.
| Proprietà | ZP3 | ZP5 | ZP2 | ZP8 |
|---|---|---|---|---|
| Rm – Resistenza a trazione (MPa) | ~280 | ~330 | ~360 | ~370 |
| Rp0.2 – Carico di snervamento (MPa) | ~220 | ~250 | ~280 | ~290 |
| A% – Allungamento (%) | 10 | 7 | 5 | 8 |
| Durezza Brinell (HB) | ~82 | ~92 | ~100 | ~103 |
| Resilienza Charpy (J) | ~58 | ~65 | ~50 | ~42 |
| Modulo elastico E (GPa) | ~85 | ~85 | ~85 | ~86 |
Gerarchia di durezza e resistenza all’usura
La gerarchia di durezza segue l’ordine ZP2 ≈ ZP8 > ZP5 > ZP3: la ZP2 e la ZP8 sono classificate come leghe “heavy duty” per applicazioni gravose. La resistenza all’usura è in linea con la durezza, rendendo queste due leghe le candidate naturali per pressocolati zama heavy-duty destinati a sollecitazioni continue di sfregamento o impatto.
Sensibilità all’intaglio e modulo elastico
La resilienza Charpy decresce all’aumentare del contenuto di rame: la ZP3 è la più tenace, la ZP8 la più sensibile all’intaglio. Il modulo elastico è invece sostanzialmente costante (~85 GPa), il che rende equivalenti le quattro leghe in termini di rigidezza strutturale a parità di geometria — un aspetto utile in fase di scelta delle specifiche tecniche dei materiali.
Velocità di raffreddamento e spessore di parete: il ruolo della camera calda
Le proprietà meccaniche del pressocolato non dipendono solo dalla lega ma anche — in misura significativa — dalle condizioni di processo. Come documentato da zinc.org (Engineering Properties – Mechanical Properties), un raffreddamento rapido in stampo produce una struttura a grana fine che massimizza resistenza a trazione e durezza.
Spessori sottili = grana fine = resistenza maggiore
Le sezioni a parete sottile, raffreddandosi più velocemente, presentano valori di Rm e durezza proporzionalmente superiori rispetto alle sezioni spesse della stessa colata. Questo è il motivo per cui i valori nominali EN 12844 si riferiscono a provini di spessore standard 2 mm: spessori maggiori comportano una progressiva riduzione delle prestazioni meccaniche tipiche.
Pressofusione a camera calda: il processo ideale per la zama
La bassa temperatura di fusione della zama (~385 °C, contro i ~1500 °C dell’acciaio) consente l’impiego del processo di pressofusione a camera calda, nel quale il pistone di iniezione è immerso direttamente nel bagno fuso. Questo si traduce in cicli rapidi — fino a circa 1000 colpi/ora con stampi convenzionali — e in cooling rate elevati, condizione necessaria per ottenere le proprietà meccaniche di targa.
Micrometal opera dal 1991 a Erbusco (Brescia) con un parco presse di 11 macchine tutte hot-chamber, da 20 a 90 tonnellate di chiusura, configurazione che garantisce la massima espressione delle proprietà meccaniche di tutte e quattro le leghe della famiglia ZAMAK.
Invecchiamento e stabilità delle proprietà nel tempo
Le leghe zama pressofuse non sono materiali “congelati” subito dopo la colata: nelle settimane e nei mesi successivi avvengono trasformazioni microstrutturali (decomposizione delle fasi metastabili) che modificano le proprietà meccaniche.
Comportamento di ZP3, ZP5 e ZP8
Per queste tre leghe l’invecchiamento naturale a temperatura ambiente comporta una progressiva riduzione di Rm e durezza e un aumento dell’allungamento A%. Il fenomeno si stabilizza dopo alcuni mesi e giustifica perché i valori nominali EN 12844 siano riferiti a misurazioni effettuate tra 5 e 8 settimane dalla colata: un compromesso rappresentativo della vita di esercizio del componente.
Il caso particolare della ZP2
La ZP2 presenta un comportamento opposto: l’allungamento cala nelle prime settimane/mesi di invecchiamento, per poi risalire lentamente nel lungo termine. Questo aspetto va considerato attentamente in applicazioni dove la duttilità iniziale è critica (es. assemblaggi con deformazione plastica controllata).
Stabilità dimensionale
La stabilità dimensionale dei pressocolati zama nel tempo è massima per la ZP3, che mantiene meglio delle altre le quote critiche. Per questo motivo la ZP3 è spesso preferita in componenti di precisione (settore strumentazione e sensoristica).
Resistenza allo scorrimento viscoso (creep) delle leghe zama
Lo scorrimento viscoso è la deformazione plastica progressiva di un materiale sottoposto a carico costante per tempi lunghi, anche a livelli di stress inferiori al carico di snervamento. È un parametro critico per componenti sotto carico statico continuo (es. supporti, viti pressocolate, sedi di filettatura permanenti).
Gerarchia delle leghe a creep
I dati zinc.org indicano la seguente gerarchia di resistenza al creep: ZP8 ≈ ZP2 > ZP5 > ZP3. La ZP3 è quindi la lega meno performante a carico prolungato e la sua scelta per componenti sotto carico prolungato richiede particolare cautela.
Regola pratica di estrapolazione
Una regola operativa utile in fase di progettazione: in assenza di dati specifici di creep per la ZP5, è possibile usare i dati ZP3 come riferimento aggiungendo 10 °C alla temperatura considerata. La ZP2 mostra comportamento sostanzialmente equivalente alla ZP8.
Limiti di prova e sensibilità termica
I test accelerati di creep sulle leghe zama devono rispettare due vincoli: stress applicato inferiore a 50 MPa e temperatura di prova inferiore a 150 °C. I valori nominali a 20 °C non sono estrapolabili a temperature di esercizio superiori a 70–80 °C senza specifico calcolo di creep.
Esempio applicativo
Su un getto in ZP3 con Rp0.2 = 220 MPa, il carico massimo ammissibile per test di creep accelerato (limite 50 MPa) corrisponde a circa il 23% del carico di snervamento. Per applicazioni heavy-duty oltre 80 °C è preferibile orientarsi sulla lega ZP8 per applicazioni heavy-duty.
Confronto con materiali alternativi: alluminio, ottone, acciaio, tecnopolimeri
La scelta della zama come materiale di pressofusione deve essere valutata rispetto alle alternative tecnologicamente comparabili.
| Caratteristica | Zama (ZP5) | Alluminio pressofuso | Ottone lavorato | Tecnopolimero (PA66-GF) |
|---|---|---|---|---|
| Densità (kg/dm³) | 6,7 | ~2,7 | ~8,5 | ~1,4 |
| Rm tipica (MPa) | ~330 | ~240 | ~400 | ~180 |
| Processo | Camera calda | Camera fredda | Lavorazione meccanica | Iniezione plastica |
| Produttività | Fino a 1000 colpi/h | ~200–400 colpi/h | Bassa, sottrattiva | Elevata |
| Dettaglio geometrico | Eccellente | Buono | Limitato | Eccellente |
| Finitura galvanica | Sì (Cu-Ni-Cr EN 12540) | Difficoltosa | Sì | No |
| Schermatura EMI | Sì | Sì | Sì | No |
Approfondiamo nel dettaglio i vantaggi della pressofusione zama rispetto all’alluminio: a parità di geometria, il processo a camera calda garantisce produttività 2–3 volte superiore, dettagli geometrici più fini (pareti fino a 0,5 mm), filettature integrate e tolleranze dimensionali NADCA più strette.
Rispetto all’ottone lavorato, la zama elimina lo sfrido di lavorazione e consente forme complesse net-shape. Rispetto ai tecnopolimeri, offre resistenza meccanica e termica superiore, schermatura elettromagnetica e — soprattutto — la possibilità di applicare finiture galvaniche Cu-Ni-Cr decorative e protettive secondo EN 12540:2000.
Guida alla selezione della lega zama in base all’applicazione
La scelta razionale della lega zama parte sempre dai requisiti funzionali del componente: livello di sollecitazione, temperatura di esercizio, esigenze di stabilità dimensionale, presenza di sfregamento o impatto.
Sintesi operativa delle quattro leghe
- ZP5 (Zamak 5): scelta standard europea per la maggioranza delle applicazioni meccaniche generiche. Buon compromesso tra resistenza, durezza e duttilità; ideale per serrature e componenti di sicurezza.
- ZP3 (Zamak 3): massima stabilità dimensionale a lungo termine, massima duttilità, ottima saldabilità e attitudine alla finitura galvanica. Indicata per componenti di precisione e parti estetiche.
- ZP2 (Zamak 2): massima durezza e resistenza al creep; attenzione alla riduzione iniziale dell’allungamento per invecchiamento. Adatta a componenti sotto carico statico prolungato.
- ZP8: alternativa heavy-duty con resistenza meccanica e a creep paragonabili alla ZP2 ma con migliore tenuta dell’allungamento nel tempo.
Flowchart decisionale
flowchart TD
A[Requisito principale del componente] --> B{Carico statico prolungato
o T > 80 °C?}
B -- Sì --> C{Necessità di duttilità
in assemblaggio?}
C -- Sì --> D[ZP8]
C -- No --> E[ZP2]
B -- No --> F{Stabilità dimensionale
di precisione critica?}
F -- Sì --> G[ZP3]
F -- No --> H{Applicazione meccanica
generica?}
H -- Sì --> I[ZP5 - standard europeo]
H -- No --> J{Sfregamento /
usura elevata?}
J -- Sì --> E
J -- No --> IIl supporto tecnico Micrometal
La selezione ottimale della lega è raramente univoca: spesso il bilanciamento tra resistenza, costo, finitura superficiale e stabilità dimensionale richiede un confronto tecnico con il fonditore già in fase di sviluppo prodotto. Il servizio di codesign e ingegnerizzazione pressocolati di Micrometal accompagna il progettista dalla validazione del materiale fino alla messa a punto delle finiture (incluso il sottostrato rame undercoat 2–5 μm seguito da rame acido e nichel, obbligatorio prima della cromatura per evitare l’attacco del nichel sullo zinco, secondo standard NADCA e zinc.org).
Trent’anni di esperienza nella pressofusione a camera calda di tutte e quattro le leghe EN 12844, parco macchine completo da 20 a 90 tonnellate e sistema qualità ISO 9001 dal 1991 fanno di Micrometal un interlocutore tecnico solido per la specifica delle caratteristiche meccaniche in fase di progettazione. Per valutazioni mirate sul tuo componente è possibile richiedere una consulenza tecnica diretta al nostro ufficio tecnico.