Che cos'è la zama? Guida completa a questa versatile lega di zinco

Che cos'è la zama? La zama o "lega di zinco" è una famiglia di leghe principalmente a base di zinco con tracce di altri metalli come alluminio, magnesio e rame. Zamak è una parola tedesca composta dalla forma abbreviata di zinco ("Z") e dalla parola Amak ("alluminio, magnesio e rame"; i principali elementi che compongono questa lega). Grazie alla sua versatilità, alla durata e all'efficienza dei costi, questo metallo è molto popolare nelle industrie. Lo Zamak (o Zamac, marchio registrato in precedenza come ZAMAK) è un gruppo di leghe molto morbide e relativamente dure, la cui maggioranza è costituita da zinco e da alcune quantità minori di alluminio, rame e magnesio. Queste leghe fanno parte della più ampia famiglia delle leghe zinco-alluminio, ma questo gruppo si distingue perché la concentrazione di alluminio è solitamente consistente e si aggira in genere intorno al 4%. Questa particolare combinazione di elementi è ciò che distingue la Zama dalle altre leghe della famiglia e, di conseguenza, determina proprietà uniche che la rendono adatta a una varietà di applicazioni.

In questo articolo discuteremo la composizione, le caratteristiche, i tipi, i vantaggi, gli usi e le ragioni per cui la zama viene progressivamente impiegata in vari settori produttivi. 

Zamak: una lega versatile di zinco e alluminio

Zamak è l'acronimo dei nomi tedeschi dei metalli che compongono la sua lega: Zink (zinco), Aluminium (alluminio), Magnesium e Kupfer (rame). Introdotta per la prima volta nel 1929, questa lega ha dimostrato di essere un materiale economico, durevole e incredibilmente versatile da utilizzare in tutto il mondo produttivo. Prima dello sviluppo della Zama, la pressofusione di zinco era soggetta a un problema noto come zinco-parassita. Il termine "parassita dello zinco" si riferisce alla degradazione dei componenti di zinco dovuta alla presenza di impurità nella lega. Le impurità facevano degenerare lo zinco e, col tempo, la maggior parte dei pezzi pressofusi diventava inutilizzabile. La New Jersey Zinc Company risolse il problema producendo Zamak, uno zinco purissimo, lo zinco più puro, lo zinco puro al 99,99%. La raffinazione avveniva per rifusione, in modo da eliminare le impurità che causavano la contaminazione dello zinco.

Origini ed evoluzione delle leghe di zama 

L'innovazione di Zamak ha portato stabilità all'industria della pressofusione dello zinco, di cui si sentiva il bisogno. La zama fu presto ampiamente accettata per la sua maggiore purezza e per la sua capacità di resistere alla contaminazione da zinco in un periodo relativamente breve per l'uso nella pressofusione e per altri scopi industriali. Questa lega è stata un vero successo, in quanto ha permesso di ottenere componenti forti, resistenti e duraturi anche in ambienti difficili. La zama è diventata un materiale ben collaudato, in grado di sopportare le sollecitazioni meccaniche anche se esposto all'ambiente. 

Che cos'è lo zamak?

La zama è una lega a base di zinco e alluminio, progettata essenzialmente per la pressofusione e la produzione di precisione. È ampiamente utilizzata grazie alla sua forza, alla resistenza alla corrosione e alle buone proprietà di fusione; è stata sviluppata nel 1929 dalla New Jersey Zinc Company. In grado di fondere a una temperatura compresa tra 380°C e 420°C, ha un basso punto di fusione ed è quindi adatto a parti di automobili, ferramenta, componenti elettrici e beni di consumo. È la scelta preferita rispetto allo zinco puro e ad altre leghe metalliche per la sua durata e il suo basso costo in diversi settori.

Composizione delle leghe di zama

La zama è un gruppo di cinque diverse leghe di zinco come metallo di base e piccole quantità di alluminio, magnesio e rame aggiunte per conferire proprietà speciali al metallo. I principali elementi contenuti nelle varie leghe di zama sono:

1. Lo zinco (Zn) è il metallo base di tutte le leghe Zama. Questa lega è il secondo metallo non ferroso più utilizzato, dopo l'alluminio, in quanto si distingue per la resistenza alla corrosione e la forza.
2. La zama contiene spesso anche alluminio (Al) per aumentare la forza complessiva e la resistenza alla corrosione. Inoltre, conferisce una migliore finitura superficiale, che merita un'attenzione particolare nella colata.
3. Magnesio (Mg) - Il magnesio viene aggiunto alle leghe di zama per migliorare la resistenza e le proprietà di fusione della lega finita. Si ottiene anche una riduzione della fragilità dello zinco.
4. La zama contiene rame (Cu) aggiunto in quantità minime per aggiungere durezza e aumentare la resistenza all'usura.

In generale, la composizione della lega può variare a seconda del tipo di zama, ma generalmente contiene circa 85-95% di zinco, alluminio circa 4-8%, rame 1-3% e magnesio 0,01-0,1 %. 

Qual è il punto di fusione dello Zamak?

Il punto di fusione delle leghe di zama dipende leggermente dalla loro composizione, ma in genere è compreso tra 380°C e 420°C (716°F e 788°F). La zama ha un punto di fusione relativamente basso ed è una buona scelta per la fusione e la produzione di precisione.

Punti di fusione di diverse leghe di zama:

• Zama 2: ~ 385°C (725°F)
• Zama 3: ~ 387°C (729°F)
• Zama 5: ~ 385°C (725°F)
• Zama 7: ~ 380°C (716°F)

La zama è composta principalmente da zinco, quindi fonde a una temperatura molto più bassa rispetto all'alluminio o all'acciaio. Le sue proprietà di alta precisione, rapidità di produzione e convenienza economica lo rendono adatto ad applicazioni con requisiti di alta precisione.

Che cos'è la polvere di zama?

La polvere di zama è una struttura di particelle fini di lega di zama composta da zinco con aggiunte minori di alluminio, magnesio e rame. Si tratta di una polvere fine metallizzata utilizzata in settori quali le industrie termiche, le industrie di spruzzatura, le industrie di produzione additiva e le industrie di metallurgia delle polveri.

Proprietà della polvere di zama

Composizione: Come le leghe Zamak standard (Zamak 2, 3, 5 o 7)
Punto di fusione: Circa 380°C - 420°C (716°F - 788°F)
Resistenza alla corrosione: Eccellente resistenza ai fattori ambientali
Conducibilità: Buona conducibilità elettrica e termica
Densità: Come il solido Zamak, che lo rende adatto alla placcatura dei metalli e alle parti sinterizzate

Usi della polvere di zama

1. Metallurgia delle polveri- Si applica nella produzione di componenti sinterizzati in cui si inserisce la polvere di metallo e la si riscalda per formare parti solide.
2. Spruzzatura termica - Utilizzato come rivestimento protettivo della superficie che prevede l'uso di materiale spruzzato per proteggere la superficie dalla corrosione e dall'usura.
3. Stampa 3D e produzione additiva - applicate alle tecnologie di nuova generazione per la produzione di prototipi.
4. Stampaggio a iniezione di metallo (MIM) - Viene utilizzato nei processi di produzione di piccole parti metalliche con disegni intricati.

Vantaggi della polvere di zama

• Leggero ma resistente
• Eccellenti proprietà di fusione
• Buona resistenza all'ossidazione e alla corrosione
• Più conveniente rispetto ad altre polveri metalliche come il titanio o l'acciaio inossidabile

La polvere di zama trova applicazione nel settore automobilistico, aerospaziale, elettronico e in molte altre applicazioni industriali grazie alla sua utilità e resistenza.

I diversi tipi di leghe di zama e le loro applicazioni

Approfondiamo quindi i diversi tipi di leghe di zama e il loro utilizzo nel processo di produzione.

1. Zama 2: alta resistenza e durezza

Una delle leghe di zama più diffuse della famiglia è la Zama 2, che ha una composizione di circa 96% di zinco, 4% di alluminio e tracce quasi trascurabili di rame e magnesio, oltre al alluminio. Questa lega è stata scelta per la sua maggiore resistenza e durezza, che la rendono adatta ad applicazioni ad alte sollecitazioni.

 Caratteristiche principali di Zamak 2:

• Resistenza alla trazione: 359 MPa
• Durezza Brinell: 100 HB

Applicazioni: Zamak 2 è utilizzato principalmente in pressofusioniSpesso per la produzione di pezzi che resistono a forti sollecitazioni meccaniche. 
Forza: Questo conferisce ai suoi componenti un'elevata resistenza e un'alta durezza, rendendoli così molto resistenti anche in condizioni ostili.
Vantaggi della produzione: Zamak 2 consente ai produttori di produrre parti in metallo solido con una maggiore durata, rendendo superfluo l'utilizzo di boccole o inserti antiusura aggiuntivi nelle parti pressofuse.
Rivestimenti: È anche un mezzo appropriato per la galvanotecnica, la verniciatura a umido e i rivestimenti a conversione cromatica.

Lo Zamak 2 è in grado di sostenere le sollecitazioni meccaniche, dimostrando ottime proprietà meccaniche, che lo rendono un materiale adatto all'uso in applicazioni precise con requisiti di elevata resistenza all'usura e durata.

2. Zamak 3: eccellente colabilità e resistenza alla corrosione

La lega di zama più comune è la Zama 3, con una notevole colabilità e un'ampia gamma di applicazioni. La sua composizione è di circa 96% di zinco, 4% di alluminio e tracce di rame. Una delle leghe di pressofusione più popolari è la sua fluidità e duttilità, che consente di ottenere dettagli molto complessi e intricati sul componente durante la pressofusione.

Caratteristiche principali di Zamak 3:

Resistenza meccanica: I componenti hanno una buona resistenza alla trazione per sopportare grandi carichi o impatti.
Resistenza alla corrosione: Lo Zamak 3 ha un'ottima resistenza alla corrosione ed è adatto a componenti esposti a diverse condizioni ambientali.
Applicazioni:  Lo Zamak 3 ha un'ampia varietà di applicazioni, in particolare per quanto riguarda i componenti automobilistici, i giocattoli e la ferramenta. Questo materiale è il preferito da molti settori industriali perché è in grado di formare getti dettagliati e precisi.
Fatto per durare: Poiché Zamak 3 è naturalmente resistente alla corrosione e dimensionalmente stabile, i componenti realizzati con questo materiale durano nel tempo.
Efficiente dal punto di vista dei costi: Inoltre, rappresenta un processo di produzione economicamente vantaggioso rispetto a materiali più costosi come l'acciaio inox o l'alluminio.

Scelta eccellente quando la resistenza alla corrosione, la colabilità e l'economicità sono le priorità.

3. Zamak 5: Forza superiore e resistenza all'usura

Un'altra lega di zama molto utilizzata è la Zama 5, che viene spesso impiegata quando sono richieste maggiore resistenza e durata. È composta da circa il 95% di zinco, il 4% di alluminio e l'1% di rame. La Zamak 5 ha un contenuto di rame più elevato rispetto alle altre leghe di Zamak, che conferisce a questo materiale una resistenza, una durezza e delle proprietà antiusura significativamente migliori per le applicazioni più impegnative.

Caratteristiche principali di Zamak 5:

Forza migliorata: La maggiore resistenza alla trazione e la migliore resistenza alla corrosione sono dovute al contenuto di rame dello Zamak 5.
Stabilità dimensionale: Presenta una migliore stabilità alle alte temperature rispetto alle altre leghe di zama.
Utilizzato principalmente per: Lo Zamak 5 è utilizzato per la produzione di componenti automobilistici, connettori elettrici, hardware industriale e componenti di macchinari. L'applicazione per la quale è particolarmente adatto è quella in cui sono necessarie una buona forza e una buona resistenza all'usura.
Vantaggi del materiale: La facilità di produzione di componenti complessi e dettagliati è garantita dalle eccellenti caratteristiche di fusione di questa lega. Viene solitamente applicata nelle industrie i cui componenti devono avere un'abbondante resistenza meccanica e una lunga durata in esercizio.

Lo Zamak 5 è preferito per la produzione di pezzi in situazioni di elevati carichi meccanici e lunga durata.

4. Zamak 7: elevata fluidità e resistenza alla corrosione

Lo Zamak 7 è una modifica dello Zamak 5 con una maggiore resistenza alla corrosione, ma con la maggior parte delle stesse proprietà. Contiene circa 96% di zinco e alluminio, rame e magnesio. Quando si utilizza lo Zamak 7 è necessaria una maggiore resistenza alla corrosione.

Caratteristiche principali di Zamak 7:

Eccellente fluidità: La Zama 7 possiede buone proprietà di fluidità che la rendono perfetta per la colata di pareti sottili e forme complesse.
Resistenza alla corrosione: Ha una resistenza alla corrosione ridotta rispetto allo Zamak 5 ed è utile, tra l'altro, nelle applicazioni marine.
Applicazioni primarie: Zamak 7 viene utilizzato nei casi in cui la resistenza alla corrosione è fondamentale in applicazioni come gli ambienti marini, le attrezzature per esterni e le parti soggette a condizioni climatiche estreme.
Vantaggi della produzione: Zamak 7 è molto fluido e consente la produzione di geometrie complesse e di componenti a parete sottile. Può anche essere rimodellato durante l'assemblaggio senza perdere l'integrità strutturale.

Quando si tratta di questioni ambientali, la superiore resistenza alla corrosione di Zamak 7 offre la lega adatta all'applicazione.

Caratteristiche di Zamak

Le proprietà delle leghe Zamak sono eccellenti e combinano tutte le proprietà favorevoli necessarie per i diversi processi produttivi. Alcune di queste caratteristiche includono:

1. Le leghe di zama sono vantaggiose anche per l'alta resistenza e la durata. Per questo motivo, sono il materiale perfetto per le applicazioni che richiedono componenti robusti e di lunga durata.
2. Resistenza alla corrosione: Perché l'ingrediente principale della zama è lo zinco, molto resistente alla corrosione. Poiché le leghe di zama sono resistenti all'esposizione all'umidità, sono adatte all'uso marino e all'esterno.
3. Versatilità: Le leghe di zama sono versatili in quanto possono essere fuse in forme e dimensioni complesse e quindi possono essere utilizzate per molte applicazioni diverse in vari settori. I dettagli più fini, necessari per la produzione di massa, possono essere formati in componenti.
4. Punto di fusione basso: Le leghe di zama hanno un punto di fusione basso (da 380°C a 390°C), inferiore alla maggior parte degli altri metalli (come l'alluminio o il rame).
5. Finitura superficiale: Le leghe di zama hanno una finitura superficiale molto liscia, importante in applicazioni come gli articoli decorativi, dove l'aspetto è importante.
6. Leggero: La zama è leggera grazie all'elevato contenuto di zinco e complessivamente più leggera della maggior parte degli altri metalli; anche per questo motivo viene ampiamente utilizzata in una serie di applicazioni in cui il peso è importante.

Le leghe di zama e i loro standard nei diversi paesi 

Abbiamo anche una tabella aggiornata con le leghe Zamak e i loro standard nei diversi Paesi, come segue:

In questa sezione è presente una tabella aggiornata che presenta i principali standard e le specifiche dedicate alle leghe di zama, come la composizione, i processi di colata e le proprietà meccaniche per paese. Sottolinea il fatto che le leghe di zama, tra cui Zamak 3, Zamak 5, ecc. sono regolamentate a livello globale per mantenere l'uniformità nella produzione e nel controllo della qualità.

Vantaggi di Zamak

Il motivo della diffusione delle leghe di zama nella produzione è da ricercare nei seguenti vantaggi:

1. La zama è un materiale economico rispetto all'alluminio o all'ottone. È un materiale relativamente poco costoso e facile da lavorare, che lo rende economico nella produzione di massa, ad esempio nell'industria automobilistica e dei prodotti per la casa.
2. Le leghe di Zama sono molto facili da fondere in forme complesse con elevata precisione. Questa capacità consente di produrre in serie componenti di elevata precisione dimensionale.
3. La zama ha un'ottima riciclabilità. Poiché la lega può essere fusa e riutilizzata, è un'opzione verde per le industrie che cercano di ridurre al minimo la produzione di rifiuti e i costi di produzione.
4. Buone proprietà meccaniche: Le proprietà meccaniche delle leghe di Zama le rendono adatte all'impiego in molti prodotti. Un esempio di questo utilizzo è la resistenza dei componenti in Zama alla ruggine e all'ossidazione, per cui possono essere utilizzati in applicazioni interne o esterne.
5. Le leghe di zama offrono anche un fascino estetico, in quanto hanno quasi sempre una finitura che può essere lucidata fino a raggiungere un'elevata lucentezza. Per questo motivo, sono particolarmente adatte all'uso decorativo, come nella gioielleria, nella ferramenta e nelle finiture.

Usi comuni della zama

Di conseguenza, le leghe di Zama hanno un'ampia varietà di impieghi in molti settori e applicazioni, come ad esempio:

1. Nell'industria automobilistica: Le leghe di zama sono utilizzate principalmente nell'industria automobilistica per la produzione di componenti come serrature, chiusure, maniglie, ecc. che devono avere un'elevata resistenza e durata. Queste leghe migliorano la manutenibilità e la durata di questi componenti automobilistici e, in questo modo, migliorano l'efficienza complessiva delle automobili.
2. Produzione: La zama è ben nota come materiale di pressofusione per la produzione di grandi volumi di piccoli pezzi con elevata precisione. La zama ha un basso punto di fusione, una buona fluidità e può riempire uno stampo complesso.
3. Utilizzi: La zama è utilizzata per la produzione di connettori elettrici, raccordi e involucri, perché ha una buona conducibilità elettrica, forza meccanica e resistenza alla corrosione. Inoltre, viene utilizzata nei connettori per macchinari industriali e componenti elettronici.
4. Ferramenta per la casa: In ambito domestico, la zama viene utilizzata per realizzare ferramenta come maniglie, serrature, pomelli, ecc. Viene utilizzata anche per le attrezzature da cucina, come rubinetti e altri impianti idraulici, perché è resistente alla corrosione ed estremamente robusta.
5. Gioielli e articoli decorativi: Le zama sono spesso utilizzate nella produzione di gioielli e altri oggetti decorativi per la loro superficie liscia e le loro qualità estetiche. Esistono praticamente decine di vernici di questo tipo e sono popolari nella bigiotteria dove il costo e l'aspetto sono importanti.
6. Componenti della macchina: Le leghe di zama sono utilizzate nella produzione di apparecchiature industriali come parti di macchine, macchine utensili e componenti di macchine. Resistenti all'usura e alla corrosione, migliorano la resistenza dei macchinari industriali.

Conclusione

Lo zama è un materiale unico e versatile che presenta i vantaggi di essere a basso costo, facile da fondere, durevole e con eccellenti proprietà meccaniche. Le leghe di zama sono parte integrante dei moderni processi produttivi utilizzati nella produzione automobilistica, nell'elettronica, nei prodotti per la casa e nei componenti industriali, ecc. Dal momento che la zama può essere riciclata e che molte delle sue applicazioni sono molto ampie, significa che la zama sarà un componente importante nella produzione di molte cose per molti anni a venire.
Le leghe di zama sono il risultato di una combinazione di zinco e altri elementi come alluminio, magnesio o rame. La zama è una lega che soddisfa ancora oggi le esigenze di vari settori, dai componenti strutturali agli oggetti decorativi, fino alle parti più complesse dei macchinari.
Conoscere la Zama e le sue caratteristiche, oltre alle diverse applicazioni, consente ai produttori di sfruttare al meglio le qualità di questa lega per creare prodotti più efficienti, più economici e più durevoli.

Domande frequenti su Zamak

1. A cosa serve la zama?

Grazie alle eccellenti proprietà meccaniche, alla resistenza alla corrosione e all'economicità, la zama è ampiamente utilizzata nella pressofusione, nei componenti automobilistici, nella ferramenta, nei componenti elettrici, nei giocattoli e nei macchinari industriali.

2. Quali sono le varietà di leghe Zamak?

Le leghe di zama sono le più utilizzate:

Zamak 2 - Elevata resistenza e durezza
Zamak 3 - è utilizzato per la pressofusione per usi generici.
Zamak 5 - Più forte dello Zamak 3, con una migliore resistenza all'usura

Zamak 7 - Migliore duttilità e resistenza agli urti

3. Qual è il punto di fusione dello zama?

Le leghe di zama hanno un punto di fusione compreso tra 380°C e 420°C (716°F e 788°F), a seconda della particolare composizione.

4. Che cos'è la polvere di Zamak? A cosa serve?

La polvere di zama è una forma di polvere fine della lega di zama utilizzata per la metallurgia delle polveri, la spruzzatura termica, la produzione additiva e lo stampaggio a iniezione di metalli (MIM) per realizzare componenti resistenti alla corrosione.

5. Qual è la differenza tra zama, alluminio e acciaio?

Rispetto all'alluminio e all'acciaio, la zama è più economica e più facile da fondere. Pur avendo un punto di fusione più basso, presenta un'eccellente resistenza alla corrosione, una buona forza e ottime proprietà di fusione e, pertanto, è ideale per progetti dettagliati e intricati.