Alliages de Zinc pour Fonderie : ZP3, ZP5, ZP2, ZP8
Alliages zamak ZP3, ZP5, ZP2 et ZP8 : composition, propriétés et applications selon la norme EN 12844
Le zamak est un alliage de zinc avec de l’aluminium, du magnésium et du cuivre, utilisé pour produire des composants métalliques par moulage sous pression en chambre chaude. Sa densité est d’environ 6,6 g/cm³, il fond vers 385 °C et reproduit des détails très fins directement à la coulée. La norme EN 12844 en définit quatre alliages : ZP3, ZP5, ZP2 et ZP8.
Qu’est-ce que le zamak : définition et composition
Les alliages de zinc pour fonderie sous pression, couramment appelés zamak, forment une famille d’alliages à base de zinc avec des ajouts contrôlés d’aluminium, de magnésium et de cuivre. Le nom vient des initiales allemandes des composants : Zink, Aluminium, Magnesium et Kupfer (cuivre).
Ces alliages sont mis en œuvre par moulage sous pression en chambre chaude, grâce à leur bas point de fusion (~385 °C contre 660 °C pour l’aluminium). Cela permet des cycles de production plus rapides, une consommation d’énergie plus faible et une durée de vie des moules bien plus longue qu’avec l’aluminium.
Micrometal travaille exclusivement avec des alliages de zinc primaires certifiés selon la norme EN 12844, avec une traçabilité complète de la matière et des propriétés mécaniques constantes d’un lot à l’autre.
Les quatre alliages zamak : ZP3, ZP5, ZP2, ZP8
ZP3 (Zamak 3) : l’alliage universel
Le ZP3 est l’alliage de zinc le plus utilisé au monde : il représente environ 70 % de la production mondiale de pièces moulées en zinc. Il offre le meilleur équilibre entre propriétés mécaniques, stabilité dimensionnelle, coulabilité et coût. Il ne contient pas de cuivre, ce qui en fait le choix idéal pour les composants qui demandent une excellente finition de surface et une bonne résistance à la corrosion.
Applications typiques : composants pour serrurerie et sécurité, mobilier et éclairage, électronique et robinetterie.
ZP5 (Zamak 5) : une résistance mécanique supérieure
Le ZP5 contient environ 1 % de cuivre de plus que le ZP3, ce qui lui donne une dureté et une résistance à la traction plus élevées. C’est le deuxième alliage le plus utilisé en fonderie de zinc. Le cuivre améliore aussi la résistance au fluage, ce qui le rend adapté aux composants soumis à des charges prolongées.
Applications typiques : corps de serrure, composants structurels, pièces pour les secteurs automobile et vannes gaz.
ZP2 (Zamak 2) : dureté maximale
Le ZP2 présente la résistance mécanique la plus élevée de la famille zamak, avec environ 3 % de cuivre. C’est l’alliage le plus dur de la famille (environ 100 HB). Moins courant, il est indispensable pour les applications qui exigent une résistance maximale à l’usure.
Applications typiques : engrenages, paliers, bagues, composants soumis au frottement et à l’usure.
ZP8 (ZnAl8Cu1) : l’alliage à haute teneur en aluminium
Le ZP8 contient une part d’aluminium plus élevée (environ 8,4 %) que les autres alliages et correspond au ZA-8 nord-américain. Il offre la résistance à la traction la plus élevée des quatre, une bonne résistance au fluage et se prête bien aux traitements galvaniques comme le chromage ou le nickelage.
Applications typiques : composants décoratifs, instrumentation de précision, pièces aux exigences dimensionnelles élevées.
Composition chimique et propriétés mécaniques (EN 12844)
Composition chimique (%)
| Alliage | Al | Cu | Mg | Zn |
|---|---|---|---|---|
| ZP3 | 3,9–4,3 | ≤0,10 | 0,03–0,06 | reste |
| ZP5 | 3,9–4,3 | 0,7–1,1 | 0,03–0,06 | reste |
| ZP2 | 3,9–4,3 | 2,7–3,3 | 0,03–0,06 | reste |
| ZP8 | 8,2–8,8 | 0,9–1,3 | 0,02–0,035 | reste |
Propriétés mécaniques comparées
| Propriété | ZP3 | ZP5 | ZP2 | ZP8 |
|---|---|---|---|---|
| Résistance à la traction (MPa) | 283 | 328 | 359 | 374 |
| Dureté Brinell (HB) | 82 | 91 | 100 | 103 |
| Allongement (%) | 10 | 7 | 3 | 6 |
| Densité (g/cm³) | 6,6 | 6,7 | 6,8 | 6,3 |
| Point de fusion (°C) | 386 | 386 | 386 | 404 |
| Coulabilité | Excellente | Très bonne | Bonne | Bonne |
Pour savoir combien pèse votre pièce dans chaque alliage, utilisez notre calculateur de poids zamak : du volume CAO au poids en grammes.
Valeurs typiques sur éprouvettes moulées sous pression ; les valeurs réelles dépendent de la géométrie de la pièce et des conditions de procédé.
Comment choisir le bon alliage
Le choix dépend de plusieurs facteurs que notre équipe technique évalue avec le client pendant la phase de co-conception :
Charges statiques → ZP3. Charges dynamiques ou usure → ZP5 ou ZP2.
Chromage/nickelage → ZP3 ou ZP8. Peinture → ZP3 ou ZP5.
Tolérances standard (typiquement ±0,05 mm) → ZP3. Charges prolongées → ZP5 ou ZP8.
Production de masse → ZP3 (meilleure coulabilité et meilleur coût). Petites séries spécialisées → ZP2 ou ZP8.
Dans la plupart des cas, le ZP3 est le meilleur choix. Notre équipe technique conseille de passer au ZP5 ou au ZP2 seulement quand les spécifications mécaniques l’exigent, et au ZP8 quand la résistance et le fluage sont critiques.
Pourquoi Micrometal pour les alliages de zinc
Depuis 1991, Micrometal travaille exclusivement les alliages de zinc en moulage sous pression en chambre chaude. Cette spécialisation signifie :
11 machines
de 20 à 90 tonnes, 2 équipes de production
75 000 kg/mois
de zamak transformé, certifié ISO 9001 depuis 2002
Traçabilité 100 %
matière première certifiée EN 12844
Chaque lot d’alliage arrive avec son certificat d’analyse. Nos machines sont réglées pour chaque alliage, en adaptant des paramètres comme la température du bain, la vitesse d’injection et la pression de fermeture.
FAQ — Questions fréquentes sur les alliages de zinc
Quelle est la principale différence entre le ZP3 et le ZP5 ?
La différence principale est la teneur en cuivre : le ZP5 contient environ 1 % de cuivre, ce qui augmente la dureté (91 contre 82 HB) et la résistance à la traction (328 contre 283 MPa). Le ZP3, sans cuivre, offre une meilleure coulabilité et une meilleure stabilité dimensionnelle à long terme.
Les alliages de zinc sont-ils recyclables ?
Oui, les alliages de zinc sont recyclables à 100 % sans perte de propriétés mécaniques. Les chutes de production, comme les jets de coulée, sont refondues et réutilisées directement dans le processus.
Puis-je remplacer l’aluminium par un alliage de zinc ?
Dans de nombreux cas, oui. Les alliages de zinc permettent des tolérances plus serrées (±0,05 mm contre ±0,1 mm), des cycles plus rapides, des moules plus durables et une consommation d’énergie plus faible que l’aluminium. L’aluminium reste préférable quand le poids est déterminant. Pour une évaluation précise, notre équipe technique peut étudier la faisabilité de votre composant.
Quelles tolérances obtient-on avec les alliages de zinc ?
Le moulage sous pression en chambre chaude permet des tolérances dimensionnelles de ±0,05 mm directement au moulage (valeur typique : elle dépend de la taille et de la géométrie de la pièce). Des tolérances plus serrées s’obtiennent par reprise CNC réalisée par nos partenaires.
Quel alliage est le meilleur pour les traitements galvaniques ?
Le ZP3 convient à la plupart des traitements galvaniques standard et c’est l’alliage le plus souvent traité ; le ZP8 se prête aussi bien au chromage et au nickelage. Les traitements sont réalisés par nos partenaires sur les pièces que nous moulons, avec le cycle de préparation adapté (sous-couche de cuivre avant le nickel).