Le Leghe di Zinco (Zama) hanno buona fluidità e si usano molto per colate in stampi.
La colata ed il suo processo è uno dei più antichi procedimenti di formatura e risale al 4000 a. C.
La colata consiste nel fondere del metallo e versarlo in uno stampo dove solidifica e da cui viene poi estratto assumendo la forma dello stampo stesso.
Oggi si possono produrre forme molto strutturate per fusione e precisione che in alcuni casi non richiedono ulteriori lavorazioni successive. Il miglioramento del processo di colata è sempre in divenire allo scopo di ottenere pezzi sempre più precisi, omogenei e privi di difetti.
I fattori fondamentali del processo sono:
- Solidificazione del Metallo
- Flusso del Metallo nello Stampo
- Trasporto del Calore
- Materiale e Caratteristiche dello Stampo
La serie delle leghe di Zinco per pressocolata comprende tre leghe, selezionate per la loro proprietà, in grado di soddisfare tutte le esigenze del processo (sottolineiamo che lo sviluppo delle leghe è strettamente collegato con la purezza dello zinco disponibile).
Di seguito elenchiamo le denominazioni UNI 3717 di queste leghe:
- ZAMA – 12 – LEGA ZA4C3 --> presenta elevata resistenza a trazione e maggiore durezza
- ZAMA – 13 – LEGA ZA4 --> presenta elevata resistenza all’urto, alla corrosione e consente il mantenimento delle tolleranze dimensionali
- ZAMA – 15 – LEGA ZA4C1 --> riunisce in se le caratteristiche delle due leghe sopra citate.
Nella tabella seguente riportiamo le percentuali di elementi leganti presenti in ognuna di queste leghe:
Per ognuna delle tre classi riportate, sono ammissibili le seguenti impurezze nella lega (espresse come percentuale in peso):
Ferro --> 0.03
Piombo --> 0.0015
Cadmio --> 0.0015
Stagno --> -
La minima presenza di stagno causa fenomeni accentuati di corrosione intercristallina, di conseguenza deve essere evitata con estrema accuratezza.
Vantaggi:
- aumenta la scorrevolezza del metallo nello stampo;
- migliora le proprietà di resistenza meccanica;
- inibisce l’attacco elettrochimico in caso di contatto con metalli ferrosi.
Svantaggi:
- induce fenomeni di invecchiamento;
- induce fenomeni di corrosione intercristallina in presenza di impurezze quali stagno, piombo, cadmio e in presenza di determinate condizioni ambientali. (Queste impurezze danno origine a questo fenomeno solo in presenza di alluminio)
Nella composizione delle leghe Zama è attesa la presenza di piccole quantità di magnesio. Tali quantità sono così ridotte da non essere rilevabili al microscopio, ma possono indurre nella lega fenomeni di:
- aumento di durezza;
- affinazione della grana cristallina;
- aumento della resistenza alla corrosione intercristallina.
I test sul comportamento delle leghe Zama si eseguono sottoponendone i campioni alle alte e basse temperature, facendo riferimento alle prove di resistenza a trazione e resistenza all’urto (in genere, non si scende sotto la soglia dei –70 °C e non si va sopra la soglia dei 100 °C).
Teoricamente, scendendo al disotto degli 0 °C, viene rilevata una rapida diminuzione della resistenza all’urto, che tende poi asintoticamente ad un valore minimo; di contro, ad alte temperature il comportamento è pressoché costante (si mantiene intorno ai 7-8 Kg / cm mm con un lieve aumento per le ZAMA 12 e ZAMA 15 ed una tenue diminuzione per le ZAMA 13).
La resistenza alla trazione è massima attorno alla temperatura ambiente (ad eccezione fatta per la ZAMA 13, il cui il picco è attorno ai –20 °C) e cala moderatamente spostandosi verso le alte o basse temperature (la diminuzione è più marcata nel caso delle alte temperature).
Gli effetti sopra descritti sono reversibili, ovvero le proprietà del materiale tornano a quelle iniziali, se dopo il trattamento riporto lo stesso materiale a temperatura ambiente. Ciò avviene a condizione che, nel caso di alte temperature, la permanenza sia per tempi limitati.
- Si ringrazia l'Università di Trento per la collaborazione -
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