Le zamak 3 est un alliage de zinc. Il se coule facilement. Il est solide et stable. L'aluminium 4% qui l'entoure l'aide à s'écouler. Cela permet de réaliser des pièces détaillées. Les voitures, l'électronique et la quincaillerie l'utilisent. En raison de sa souplesse, il faut des outils en carbure pour l'usiner. Les revêtements combattent la corrosion.

Cet article décrit les capacités du Zamak 3, son fonctionnement, ses principales variantes et les raisons pour lesquelles il est choisi pour des projets efficaces et précis.

Définition et aperçu du zamak 3

Le Zamak 3 contient également de l'aluminium, du cuivre et du magnésium, ainsi que l'élément principal qu'est le zinc. Il présente plusieurs caractéristiques de résistance à la corrosion, de résistance à l'usure, de solidité et d'usinabilité. C'est un avantage pour la plupart des industries, en particulier pour l'industrie.

Structure dendritique et phases du zamak 3

L'alliage à base de zinc Zamak 3 possède certaines qualités. Sa microstructure est unique. La formation d'une structure dendritique se produit pendant la phase de solidification.

Cette structure comporte deux phases principales (alpha et bêta). La phase alpha est constituée d'une grande quantité de zinc, tandis que la phase bêta contient davantage d'aluminium. Ces phases déterminent la résistance et la durabilité de l'alliage.

Composition et propriétés du zamak 3

A. Composition chimique

Fourchettes de pourcentages

L'alliage de Zamak 3 contient principalement du zinc. Il est composé d'autres éléments d'alliage. Il y a, par exemple, 3,5%-4,3% d'aluminium et 95,6%-96,5% de zinc. Il contient également du magnésium (0,02% - 0,05%) et du cuivre (0,10% - 0,25%).

Rôle de chaque élément dans le Zamak 3

Moulage sous pression du zinc est l'élément de base de l'alliage Zamak 3. Il lui confère son intégrité structurelle. L'aluminium contribue à améliorer la fluidité. Il rend l'alliage beaucoup plus résistant, formant une solution solide.

L'alliage de magnésium affine la structure du grain. Il en résulte une meilleure dureté et une moindre fragilité.

Pour faire face aux conditions de contraintes élevées, l'ajout de cuivre augmente la résistance à la traction et à l'usure du Zamak 3.

Si le plomb, le cadmium et l'étain (impuretés) sont présents (plus de 0,005% chacun) dans l'alliage, cela peut affecter la résistance mécanique. Cela entraîne des fissures ou de la corrosion.

B. Propriétés physiques

Coefficient de dilatation thermique

Le Zamak 3 a un coefficient de dilatation thermique d'environ 27,4 µm/m°C. C'est pourquoi vous pouvez dilater l'alliage jusqu'à 0,0274 mm pour chaque 1°C de température. Surtout dans une pièce d'un mètre de long.

Conductivité électrique

Les alliages de zamak ont une conductivité électrique. Cela représente environ 28% du Norme internationale pour le cuivre recuit (IACS). Il est cependant moins conducteur que le cuivre pur. Mais vous pouvez les utiliser pour des composants tels que les connecteurs.

Capacité thermique spécifique

Le Zamak 3 contient 420 joules de capacité thermique. Concrètement, cela permet d'améliorer la température de l'alliage de 1 kg de 1°C.

J'ai quelques minutes de retard ; ma réunion précédente est en train de se terminer. Le zamak 3 fond à 385 °C. Sa chaleur latente de fusion est de 113 kJ/kg.

Lorsque la température augmente de 150 °C, cet alliage est plus susceptible de perdre sa résistance.

Cependant, il conserve une stabilité dimensionnelle et convient aux pièces à température faible ou modérée.

C. Propriétés mécaniques du zamak 3

Courbes de contrainte et de déformation

L'image montre deux états de la courbe de contrainte et de déformation des lingots de zamak 3. L'un est comme recuit (adoucie) et l'autre est traité en solution (SFT).

Le produit tel que recuit présente une limite d'élasticité de 143 MPa. Lorsqu'elle est soumise à la SFT, elle s'améliore et atteint 212 Mpa.

Une autre raison de ces améliorations est la redistribution des phases d'aluminium et de zinc pendant le chauffage.

Résistance à la fatigue

Après 10 millions de cycles, le Zamak 3 atteint une résistance à la fatigue de 50 MPa. Cela signifie également que l'alliage peut supporter des contraintes multiples ou répétées de l'ordre de 50 MPa sans défaillance.

Résistance aux chocs

La résistance à l'impact, de l'ordre de 48 J/cm², permet à l'alliage d'absorber les chocs soudains. La dureté HB (hardness) est de 80 à 100. Pour la vérifier, les fabricants enfoncent une bille d'acier de 10 mm dans le lingot sous une charge de 500 kg.

Avantages du Zamak 3

1. Rapport résistance/poids élevé

Le zamak 3 présente un rapport résistance/poids élevé. Cela est dû à sa résistance à la traction et à sa densité de 6,6 g/cm³. Cela a également un impact sur son poids, ce qui le rend plus résistant que certains plastiques. Il est également léger mais plus durable que l'acier.

2. Résistance à la corrosion

Cet alliage se corrode moins car il possède une couche protectrice d'oxyde de zinc. Cette couche se trouve en surface et évite l'oxydation.

Ils sont également efficaces dans des conditions humides ou légèrement acides. Ils offrent ainsi une durabilité à long terme.

3. Excellente coulabilité

Vous pouvez utiliser les trois alliages Zamak pour fabriquer des pièces à parois très minces. Celles-ci peuvent avoir des formes complexes et leur épaisseur peut atteindre 0,5 mm.

Il produit des pièces avec de très bonnes surfaces. De ce fait, les pièces ne nécessitent qu'un minimum d'usinage ou de post-traitement. Cela permet en fin de compte d'économiser du temps de production et des coûts de main-d'œuvre.

4. Propriétés d'amortissement des vibrations

Le Zamak 3 réduit efficacement les vibrations. Cela signifie qu'il peut absorber jusqu'à 30% d'énergie en plus. C'est mieux que l'acier.

Cette caractéristique permet de réduire le bruit et l'usure des éléments tels que les pièces mobiles. C'est pourquoi les machines et les systèmes automobiles la choisissent.

Applications du zamak 3

Industrie automobile

L'industrie automobile choisit généralement Zamak 3 pour fabriquer ses pièces. Par exemple, les composants du système d'alimentation en carburant, les poignées de porte et les boîtiers d'engrenage.

En outre, il est moins lourd. Cela permet également d'améliorer le rendement énergétique. La propriété de résistance à la corrosion convient aux environnements difficiles.

Industrie aérospatiale

Les fabricants utilisent ce lingot pour fabriquer des pièces structurelles non critiques. Par exemple, des supports et des attaches.

Il amortit les vibrations, ce qui réduit le stress et augmente la sécurité. Cette caractéristique est utile dans les systèmes aéronautiques.

Industrie électrique

Le Zamak 3 est utilisé dans l'industrie électrique pour fabriquer des connecteurs, des interrupteurs et des boîtiers.

Il présente une bonne conductivité électrique et peut accueillir des gadgets sensibles. C'est grâce à son les interférences électromagnétiques bouclier.

Industrie du matériel informatique

Le secteur de la quincaillerie utilise le Zamak 3 pour les serrures, les charnières et les pièces de décoration. Il permet de réaliser des pièces au design détaillé grâce à sa capacité de moulage. La résistance à la corrosion augmente la durabilité des objets extérieurs.

Applications de blindage

Dans les fermetures électroniques, le Zamak 3 forme des écrans EMI. Il protège les pièces sensibles des ondes électromagnétiques. Les industries concernées sont les télécommunications et l'informatique.

Matériaux équivalents et substituts

Zamak 3 Matériaux équivalents

Comparaison des alliages de zamak :

Tous les autres alliages de zamak, y compris les zamak 2, 3, 5 et 7, ont des compositions et des attributs différents.

• Le Zamak 2 contient un alliage de cuivre plus élevé de 2,7% à 3,3%. Ils offrent donc une plus grande résistance mais une ductilité moindre.
• Le Zamak 3 contient de l'aluminium, du magnésium et du cuivre dans des proportions variables. Il offre une résistance et une coulabilité équilibrées.
• Le Zamak 5 contient 0,75%-1,25 de cuivre. C'est pourquoi cet alliage offre une bonne résistance à l'usure.
• Le zamak 7 résiste bien à la corrosion en raison de sa faible teneur en magnésium (0,005% - 0,02%).

Remplaçants

Aluminium :

La résistance à la traction de l'aluminium (A380) est de 324 MPa. Sa densité est d'environ 2,71 g/cm³. Les avantages de l'aluminium sont sa légèreté et son prix abordable. Il convient parfaitement aux secteurs de l'automobile et de l'aérospatiale.

Laiton :

La résistance à la traction du laiton C36000 est de 469 Mpa. Sa densité est de 8,5 g/cm³. Il est solide et résiste bien à la corrosion. Cependant, il coûte plus cher et est plus lourd. Il est utilisé pour la plomberie.

Le bronze :

310 mpa est la résistance à la traction du bronze C93200. Sa densité est de 8,8 g/cm³. Cet alliage est cher et dense, mais il résiste à l'usure dans des pièces telles que les roulements.

Parmi ces substituts, le zamak 3 est moins lourd que le laiton et le bronze. Il est cependant plus lourd que l'aluminium. Vous pouvez les choisir comme un choix abordable pour la fabrication d'applications générales. Les sous-arbres répondent quant à eux à certains besoins.

Usinage et fabrication

Vitesses de coupe et d'avance :

Les métallurgistes usinent des lingots de Zamak 3 en appliquant des vitesses de coupe de 100 à 150 m/min. La vitesse d'avance oscille entre 0,05 et 0,15 mm. Ces paramètres permettent d'enlever les pièces lors de l'éjection.

Matériaux de l'outil

Les outils doivent être en carbure ou en acier rapide (HSS). Ces matériaux sont recommandés en raison de leur usinabilité pour le Zamak 3.

Ils répondent à d'importantes exigences en matière de durabilité et offrent un tranchant précis. Ainsi, l'outil supporte la souplesse du lingot et résiste à l'usure.

Défis en matière d'usinage

La souplesse du Zamak 3 entraîne l'usure de l'outil et la formation de bavures. C'est le principal défi auquel la fonte de Zamak 3 est confrontée lors de l'usinage.

L'optimisation de l'outillage et de la conception permet d'obtenir de meilleurs résultats. Par exemple, le maintien du refroidissement ou des aspects de la coupe.

Techniques d'assemblage

Vous pouvez assembler les différentes parties de Zamak 3 en utilisant des techniques de soudure ou de collage.

De même, le soudage n'est pas nécessaire. En effet, elle peut affaiblir le métal et entraîner des problèmes structurels.

Résistance à la corrosion et traitement de surface

1. Résistance à la corrosion

Mécanismes électrochimiques

Le zinc s'oxyde lorsqu'il est exposé à l'humidité ou à l'oxygène. C'est ce qui explique la corrosion du Zamak 3 par des réactions électrochimiques.

Facteurs environnementaux affectant le zamak 3 :

Les problèmes de corrosion augmentent dans le Zamak 3 lorsqu'il est confronté à des facteurs environnementaux tels que l'humidité, les niveaux de pH et l'exposition aux sels.

2. Traitement de surface Zamak 3

Chromatage :

La technique de chromatage est un moyen efficace de protéger les pièces de la corrosion. Dans ce cas, une couche d'oxyde de chrome se forme. Une couche d'oxyde de chrome se forme.

Il s'agit d'une sorte de couche mince de 0,5 à 2 µm. Cependant, le chrome hexavalent suscite des préoccupations environnementales..

Anodisation :

Le processus d'anodisation crée une couche d'oxyde plus épaisse à l'aide de techniques électrochimiques. Il permet d'améliorer la résistance à la corrosion et la dureté de la surface.

Ce processus nécessite toutefois un contrôle adéquat de la tension et de la composition de l'électrolyte.

Peinture :

Ce processus consiste à appliquer une couche d'apprêt et de peinture sur la pièce. Il y a des étapes nécessaires à suivre avant de peindre. Il s'agit notamment du nettoyage et de la phosphatation.

Les couches adhèrent donc bien. Une pièce revêtue d'une couche de peinture bénéficie d'un écran protecteur et d'un bel aspect. Mais la peinture peut s'écailler avec le temps.

Revêtement par poudre :

Les fabricants utilisent de la poudre chargée électrostatiquement pour revêtir les pièces. La poudre est durcie correctement pour garantir l'adhérence. Les pièces bénéficient d'une meilleure durabilité et de couches plus épaisses, tout en ayant un impact moindre sur l'environnement.

Conclusion :

L'alliage Zamak 3 est particulièrement utilisé dans les applications générales. Il s'agit d'un lingot polyvalent qui offre une excellente coulabilité et une grande solidité et qui résiste à la corrosion. En raison de ses caractéristiques d'équilibre, des industries telles que l'automobile, l'aérospatiale, l'électricité et la quincaillerie l'utilisent.

Le matériau de l'outil, les traitements de surface et les paramètres d'usinage sont importants pour améliorer les performances des alliages. Il s'agit également de métaux bon marché et durables, qui sont de plus en plus utilisés dans l'industrie.