Guía completa de Zamak 3 y sus aplicaciones

Entre las aleaciones Zamac, Zamak 3 es la más popular por su equilibrada resistencia, durabilidad y facilidad de fundición. El zinc es el principal componente de esta aleación, que contiene pequeñas cantidades de aluminio (3,5 -4%), magnesio (0,03 - 0,06%) y cobre (0,25%) en total. Debido a su composición tan específica, hace que esta muestra sea más estable mecánicamente, menos propensa a la corrosión y capaz de conservar las dimensiones con mayor precisión. El zamak es un grupo de aleaciones compuestas de zinc, muy utilizadas en la fabricación por sus buenas propiedades mecánicas y su precio asequible. Deriva de las palabras alemanas Zink (zinc), Aluminio, Magnesio y Kopper (cobre) y el término va seguido del nombre de los símbolos de estos elementos: Zamak". En la década de 1920 se desarrollaron estas aleaciones, que hoy son básicas en las industrias que requieren componentes metálicos de precisión.

Esta es una de las principales ventajas de la aleación de zinc Zamak 3, ya que puede fundirse a presión. Su bajo punto de fusión (en torno a 385°C) permite fabricar a un coste relativamente bajo piezas con características intrincadas y detalladas. Una vez finalizado el proceso de fundición, ha mantenido su fluidez para proporcionar acabados superficiales suaves que no requieren un tratamiento postproducción excesivo. La fundición de Zamak 3 tiene tan buen rendimiento que se utiliza en muchas industrias. Está presente en la mayoría de los componentes de automoción, carcasas eléctricas, ferretería y bienes de consumo. Dado que el material es resistente a la corrosión y dimensionalmente preciso, su uso es especialmente apropiado para aplicaciones tan exigentes en las que se requiere fiabilidad a largo plazo.

En general, Zamak La aleación 3 es un material rentable y versátil que sigue utilizándose en la fabricación moderna. La combinación de resistencia, durabilidad y eficacia de fundición que lleva asociada hace que sea el más solicitado por las industrias que dependen en gran medida de la calidad de los componentes metálicos.

¿Qué es Zamak 3?

Puede describirse como una aleación a base de cinc compuesta por cinc, aluminio y magnesio, con cobre. Zamak es una familia de aleaciones que se inventó en los años veinte. El nombre "Zamak" se basa en las expediciones alemanas (Zink, Aluminio y Magnesio) más (Kopper, o Cu) para los principales componentes del material.
El Zamak 3 (también especificado como ASTM AG40A, Z33520 UNS) es una de las aleaciones de zinc más utilizadas en la industria de la fundición a presión. El Zamak 3 es conocido por sus excelentes propiedades mecánicas y físicas y es la opción preferida por muchas industrias en todos los ámbitos. Este material tiene una excelente colabilidad, estabilidad dimensional y durabilidad que lo convierten en uno de los materiales clave utilizados para fabricar piezas de precisión.
La aleación de zinc Zamak 3 está considerada entre todas las aleaciones Zamak por sus buenas propiedades mecánicas y su bajo coste. Uno ofrece un excelente equilibrio entre dureza, resistencia al impacto y estabilidad dimensional, por lo que esta una buena aplicación industrial.

Composición y propiedades de la aleación Zamak 3

Zamak 3 Composición de la aleación

La aleación Zamak 3 está basada en zinc con algo de aluminio y varios metales traza, que añaden diferentes propiedades beneficiosas. La composición de la aleación Zamak 3 se elige para proporcionar la resistencia, durabilidad y facilidad de fabricación de la fundición a presión. Zamak 3 consta de los siguientes componentes clave.

• Zinc (Zn) - 96%
• Aluminio (Al) - 3,5% a 4%
• Magnesio (Mg) - 0,03% a 0,06%
• Cobre (Cu) - 0,25%
• Hierro (Fe) - 0,02%
• Níquel (Ni) - 0,001%
• Plomo (Pb) - 0,003%
• Cadmio (Cd) - 0,003%
• Estaño (Sn) - 0,001%
• Silicio (Si) - 0,02%

Funcionan como una combinación para formar una aleación que presenta propiedades mecánicas y físicas muy excelentes y el Zamak 3 es muy popular en sectores como la automoción, la electrónica y para fines de fabricación.

Composición química de la aleación Zamak 3

Los cuatro elementos principales de la aleación Zamak 3 son el zinc, el aluminio, el magnesio y el cobre. Cada elemento desempeña un papel particular en la definición de las características de la aleación y en la mejora de sus propiedades mecánicas. La aleación de zinc Zamak 3 suele estar disponible con composiciones típicas compuestas por:

Zinc (Zn) - 96%

La aleación Zamak 3 se compone de Zinc como metal base con una excelente resistencia a la corrosión, buenas propiedades de fundición y asequibilidad. Además, facilita la fundición y el moldeo, y puede producirse en serie en la industria de la fundición a presión.

Aluminio (Al) - 3,5% a 4%

El aluminio también aumenta la resistencia, la dureza y la resistencia a la corrosión de la aleación. Además, aumenta la fluidez del metal fundido, lo que permite que la fundición Zamak 3 produzca formas precisas y complejas con un acabado suave.

Magnesio (Mg) - 0,03% a 0,06%

El magnesio proporciona una mejora significativa de la resistencia mecánica y a los impactos incluso en pequeñas cantidades en la aleación de zinc Zamak 3. Además, la fundición de la aleación también se hace más estable y duradera, ya que ayuda a reducir la oxidación durante este proceso.

Cobre (Cu) - 0,25%

El cobre aumenta la dureza y la resistencia a la tracción de la aleación. Sin embargo, se mantiene en un porcentaje muy bajo para evitar la excesiva fragilidad de la aleación Zamak 3.

Propiedades principales de la aleación Zamak 3

La aleación de zinc Zamak 3 está cuidadosamente equilibrada para convertirla en una aplicación industrial adecuada debido a sus ventajosas propiedades que incluyen:

1. Alta resistencia y dureza

Las características de la aleación Zamak 3 producen un excelente equilibrio entre resistencia y ductilidad adecuado para este tipo de componentes, que requieren durabilidad bajo tensión mecánica. Tiene una resistencia a la tracción de unos 283 MPa (41.000 PSI) y una dureza de 82 Brinell (HB). Esta combinación lo hace resistente al desgaste y la rotura en aplicaciones como la automoción y los componentes estructurales.

2. Excelente estabilidad dimensional

La fundición de Zamak 3 es una de las características de fundición más valiosas para mantener unas dimensiones precisas incluso en condiciones de gran tensión. La aleación de zinc Zamak 3 es distinta de otras aleaciones metálicas que se dilatan o contraen mucho con las fluctuaciones de temperatura. Resulta ideal para aplicaciones en las que las tolerancias deben ser estrechas y el ajuste exacto, como engranajes, cerraduras y piezas de maquinaria industrial.

3. Resistencia a la corrosión

La aleación Zamak 3 contiene aluminio y magnesio que proporcionan una fuente adicional de oxidación y corrosión ambiental. El zinc puro, sin embargo, es propenso a la corrosión con el paso del tiempo, y en la superficie se forma una capa resistente a la corrosión tras los elementos adicionales de la aleación de zinc Zamak 3. Por eso es adecuada para aplicaciones exteriores, componentes de automoción y armarios eléctricos.

4. Fundibilidad y fluidez superiores

Una de las características más importantes de la fundición Zamak 3 es su bajo punto de fusión, de unos 385°C o 725°F.. Esto facilita y abarata la fabricación. Se puede colar con una fluidez realmente alta, con pocos defectos y aún así rellenar moldes realmente intrincados. Esta propiedad es muy ventajosa para las industrias que necesitan diseños precisos y complejos, como la electrónica de consumo, los dispositivos médicos y la ferretería decorativa.

5. Buena conductividad eléctrica

La aleación de zinc Zamak 3 tiene una conductividad eléctrica moderada, aunque no es tan conductora como el cobre o el aluminio. Por su temperatura de vaporización, es un material viable para algunos componentes eléctricos y electrónicos, como conectores, terminales y elementos de puesta a tierra. Por su conductividad, su solidez y su resistencia a la corrosión, es útil en la producción de componentes eléctricos duraderos y de larga duración.

6. Excelente acabado superficial y compatibilidad de chapado

En particular, el acabado superficial de los productos fabricados con la aleación Zamak 3 es una de las razones clave por las que este tipo de aleación se utiliza tan comúnmente en la fundición a presión. La aleación admite varios procesos de acabado, como:

Galvanoplastia: Recubrimientos decorativos y protectores como el cromado, niquelado y dorado
Recubrimiento en polvo: Proporciona un acabado duradero y resistente a la corrosión.
Pintura y pulido: Realza el atractivo estético de los bienes de consumo y los artículos de decoración.

Propiedades mecánicas de la aleación Zamak 3

Las fuerzas externas que se aplican a un material determinarán sus propiedades mecánicas. La evaluación del rendimiento de la aleación Zamak 3 depende en gran medida de estas propiedades esenciales. Las principales propiedades mecánicas encontradas en la aleación Zamak 3 consisten en:

En diferentes condiciones de tensión, el Zamak 3 demuestra su resistencia a la deformación gracias a sus propiedades mecánicas. La resistencia última a la tracción de 283 MPa del Zamak 3 lo hace apropiado para fabricar componentes que necesitan tanto resistencia como ductilidad. La aleación demuestra una gran integridad estructural, ya que posee un límite elástico de 221 MPa y un límite de cizalladura que alcanza los 214 MPa, lo que permite su uso en exigentes aplicaciones de soporte de tensiones.

Propiedades físicas de la aleación Zamak 3

El término propiedades físicas se refiere a las características intrínsecas del material, como la densidad, la conductividad térmica, las propiedades eléctricas, etc. Cuando se diseñan componentes que tienen que soportar condiciones ambientales específicas o trabajar a temperaturas cambiantes, estas propiedades son muy importantes. Todo lo que es importante sobre la aleación Zamak 3 puede resumirse como sigue:

La aleación Zamak 3 puede fundirse fácilmente gracias a su punto de fusión relativamente bajo, de 384°C. Debido a su bajo punto de fusión, tiene una conductividad térmica excepcional de 113 W/mK, por lo que puede transferir calor con eficacia. Además, el Zamak 3 tiene una densidad muy buena de 6,6 g/cm³, lo que hace que las piezas fabricadas con Zamak 3 sean ligeras y también capaces de soportar importantes tensiones mecánicas.

La aleación Zamak 3 tiene una resistividad eléctrica comparable de 6,37 μΩ-cm; por lo tanto, esta aleación es moderada y puede utilizarse en algunas de las aplicaciones electrónicas como conectores y otros componentes eléctricos. La estabilidad dimensional para las variaciones de temperatura se produce ya que el coeficiente de expansión térmica es relativamente baja. Esa capacidad calorífica específica de 419 J/kg°C también indica que puede absorber y almacenar algo de calor antes de que se produzca un cambio de temperatura, lo que resulta útil en componentes que requieren fluctuaciones de temperatura.

¿Por qué Zamak 3 es la aleación de zinc más común? 

La aleación de zinc Zamak 3 es una de las aleaciones de Zamak más utilizadas por sus buenas propiedades de equilibrio, su precio económico y su facilidad de colada. Por estas características es una aleación preferida sobre otras aleaciones de Zamak, como Zamak 5 y Zamak 7.

Menor coste - La menor cantidad de contenido de cobre en comparación con Zamak 5 abaratará mucho la fabricación sin perjudicar las propiedades funcionales clave.
Mejor fluidez - Tiene mejor fluidez que el Zamak 5, lo que permite un mejor llenado de los moldes y un acabado más fácil de los productos Gregary.
Buenas propiedades mecánicas - La resistencia y durabilidad de una aleación de Zamak 3 son más estables que las de Zamak 7.
Debido a estas ventajas, la fundición de zamak 3 se utiliza ampliamente en piezas de automóviles, herrajes para muebles, electrónica y productos de consumo.

Zamak 3 contra Zamak 5

Diferencias de composición

Zamak 3 y Zamak 5 se consideran aleaciones a base de zinc con aluminio, magnesio y cobre en cantidades variables, pero su composición varía ligeramente. Zamak 3 consta de aproximadamente 96% de zinc, 3,5-4% de aluminio, 0,03-0,06% de magnesio y sólo 0,25% de cobre. Sin embargo, el Zamak 5 es más resistente pero ligeramente menos dúctil porque contiene 0,75-1,2% de cobre. La aleación Zamak 5 incluye más cobre, lo que hace que su dureza y resistencia a la tracción sean superiores a las de la aleación Zamak 4, pero su resistencia a la corrosión es menor.

Propiedades mecánicas

También se sabe que la aleación Zamak 3 tiene mejor ductilidad y resistencia al impacto, por lo que es ideal para aplicaciones que requieren flexibilidad y precisión. El Zamak 5 presenta una mayor resistencia a la tracción (317 MPa frente a los 283 MPa del Zamak 3) y una mayor dureza (90 Brinell frente a los 82 Brinell del Zamak 3). Sin embargo, es menos alargado y, por tanto, más quebradizo bajo tensión. La fundición de Zamak 3 ofrece mayor estabilidad dimensional, mientras que la de Zamak 5 es más apropiada para aplicaciones pesadas.

Resistencia a la corrosión y colabilidad

Por su resistencia a la corrosión, la aleación de zinc Zamak 3 es muy adecuada para su aplicación en entornos con humedad. En primer lugar, Zamak 5 tiene menor resistencia y mejor resistencia al desgaste, sin embargo, es más propenso a la oxidación debido a su mayor contenido de cobre en la aleación. La fundición de Zamak 3 también es más fácil de moldear en coladas complejas, mientras que Zamak 5 puede requerir un mecanizado adicional.

Aplicaciones

Embellecedores de automóviles, componentes eléctricos, herrajes para muebles y bienes de consumo son las áreas en las que la precisión junto con una alta resistencia a la corrosión son importantes y por las que el Zamak 3 también se utiliza ampliamente. El Zamak 5 se utiliza habitualmente en soportes de automoción, engranajes, maquinaria industrial, así como en piezas mecánicas en las que se requiere una gran resistencia y durabilidad.

¿Por qué se prefiere la aleación Zamak 3 para la fundición?

La fabricación con metal fundido se vierte en un molde para crear componentes precisos y complejos es la fundición a presión. Las razones para preferir la fundición Zamanak 3 en la industria de fundición a presión son los siguientes:

1. Punto de fusión bajo - En comparación con la aleación de zinc Zamak 3, que tiene un punto de fusión bajo (aproximadamente 385°C), la fundición es fácil y rentable.
2. Fluidez - Esta propiedad es necesaria y contribuye a que la aleación fundida rellene moldes intrincados sin defectos, produciendo piezas de fundición lisas y detalladas.
3. Zamak 3 colada - La fundición con contracción mínima mantiene la precisión dimensional, reduciendo los requisitos de mecanizado de la fundición posterior.
4. Uniformidad en grandes series - Para una gran tirada de producción, los fabricantes prefieren la aleación Zamak 3, que garantiza la uniformidad.
5. Opciones de acabado superficial - La Zamak 3 (una pieza de fundición) puede acabarse mediante diversos procesos, como galvanoplastia, recubrimiento en polvo o pintura.

Aplicaciones de la aleación de zinc Zamak 3

La aleación de zinc Zamak 3 presenta excelentes propiedades, por lo que la aleación de zinc Zamak 3 se utiliza en lugar de muchas otras aleaciones en diversas industrias, lo que la convierte en un material básico en la fabricación moderna. Algunas de las principales aplicaciones son las siguientes.

Industria del automóvil

 La industria del automóvil que más utiliza la fundición de Zamak 3 es la fabricación de elementos/componentes como manillas de puertas, soportes, engranajes y mecanismos de cerraduras. La resistencia de la aleación, su precisión dimensional y su resistencia a la corrosión la convierten en una aleación adecuada especialmente para piezas estructurales y decorativas de vehículos que serán altamente fiables y duraderas durante los ciclos de vida de estos vehículos.

Electricidad y electrónica

Está muy extendido en la producción de conectores eléctricos, interruptores, carcasas eléctricas y otras piezas del ámbito de la electrónica. Por su bajo coste, su resistencia mecánica y su conductividad eléctrica, así como por su resistencia a los factores ambientales, es la mejor opción para dispositivos electrónicos y sistemas eléctricos duraderos y tiene una conductividad eléctrica moderada.

Mobiliario y ferretería 

La aleación Zamak 3 se utiliza habitualmente en la industria del mueble para herrajes decorativos, cerraduras, bisagras, ect. El acabado superficial es excelente y la resistencia a la corrosión confiere un acabado brillante a ayudas como las que proporcionan un atractivo estético y fiabilidad a puertas, cajones y armarios, etc.

Juguetes y bienes de consumo

La fundición de Zamak 3 permite fabricar muchos juguetes de alta calidad y artículos cotidianos de uso doméstico, objetos decorativos y piezas funcionales. Gracias a su capacidad para producir formas complejas con acabados suaves, es una aleación idónea para fabricar productos de consumo seguros y de aspecto novedoso.

Médico 

La estabilidad dimensional, biocompatibilidad y resistencia a la corrosión de la aleación de zinc Zamak 3 la convierten en un material adecuado para su uso en determinados dispositivos y equipos médicos. Es fuerte y estable, por lo que resiste numerosos usos en entornos estériles, por ejemplo, instrumentos quirúrgicos, carcasas médicas y dispositivos de monitorización.

Electrónica de consumo

La carcasa de los teléfonos móviles, el cuerpo de la cámara y también piezas de accesorios de telefonía móvil se fabrican con la aleación Zamak 3. Al ser ligera, resistente y fácil de fundir, es un material excelente para dar forma a carcasas electrónicas de gran calidad por su resistencia y forma.

Industria aeroespacial 

Puede que el Zamak 3 no se utilice como componente estructural primario en la industria aeroespacial, pero se emplea durante la producción de estas piezas como soportes, fijaciones y sujeciones. Esto permite que la relación resistencia/peso de la aleación sea una ventaja especial a la hora de funcionar minimizando el peso.

Zamak 3 comparado con otras aleaciones de zinc

La aleación Zamak 3 es la más popular entre las aleaciones Zamak, pero Zamak 5 y Zamak 7 también se utilizan en aplicaciones industriales. La aleación de zinc Zamak 3 se compara con ellas de la siguiente manera:

La aleación Zamak 3 es la más versátil y utilizada para piezas de fundición porque es la aleación más versátil con una resistencia ligeramente superior disponible en Zamak 5 debido al mayor contenido de Cu.

Conclusión

De acuerdo con los materiales de fundición a presión, la aleación de zinc Zamak 3 es un material maravilloso en todo el mundo debido a su buena tenacidad en un rango de precios bajo. Al poseer propiedades de resistencia a la corrosión, una excelente fundición y estabilidad mecánica, la mayoría de las industrias lo consideran la opción preferida. Desde piezas de automóvil hasta bienes de consumo, la fundición de Zamak 3 se utiliza y sigue siendo una parte importante de la fabricación moderna. La aleación Zamak 3 es bastante fiable y eficiente, como puede serlo una aleación. Por ejemplo, la amplia gama de propiedades y aplicaciones de la aleación Zamak 3, tan utilizada en todo el mundo mediante procesos de fundición a presión, se debe a su excelente estabilidad dimensional, por lo que la pieza conservará su forma y rendimiento bajo esfuerzos o diferentes influencias ambientales. Debido a su gran precisión y fiabilidad a largo plazo, resulta inestimable en caso de que se necesiten componentes de precisión con gran exactitud y fiabilidad a largo plazo. Además, es barata, ya que permite crear fácilmente formas complejas y cumple los objetivos de calidad y presupuesto del diseñador. En conjunto, el Zamak 3 es una de las principales materias primas de la fabricación moderna, y constituye una buena solución de alta potencia para una amplia gama de tareas. En todos los aspectos, la aleación Zamak 3 es un material indispensable para la fundición a presión: Puede ser para hacer un diseño muy complejo o para asegurarnos de que tenemos componentes robustos y también funcionales con buenos precios, altos valores, así como fiabilidad. Como se ve, la necesidad persiste y su uso se mantiene en diversas industrias.

Preguntas más frecuentes (FAQ)

1. ¿En qué consiste la aleación Zamak 3?

Zamak 3 es principalmente una aleación de zinc 96%, pero contiene pequeñas cantidades de aluminio (3,5-4%), magnesio (0,03-0,06%) y cobre (0,25%). Tiene muy buenas propiedades mecánicas, resistencia a la corrosión, moldeabilidad, por así decirlo, y esta composición única es lo que la hace única.

2. ¿Para qué se utiliza la aleación Zamak 3?

La industria de la fundición a presión emplea la aleación Zamak 3 para fabricar componentes de alta calidad. Entre las aplicaciones más comunes se encuentran las piezas de automoción, las carcasas eléctricas, los herrajes para muebles y los bienes de consumo. La precisión es su principal característica para crear formas complejas.

3. ¿Por qué se acepta el Zamak 3 en la fundición a presión?

El zamak 3 se utiliza por su excelente colabilidad y estabilidad dimensional. Funde a baja temperatura (unos 385 °C), lo que facilita su fundición en formas complejas; y es estable a las tensiones, lo que significa que es muy fiable para su uso como componente de precisión.

4. ¿Es Zamak 3 resistente a la corrosión?

La aleación Zamak 3 es sin duda muy resistente a la corrosión debido a la existencia de aluminio y magnesio en su composición. Por lo tanto, es adecuada para aplicaciones en exteriores y en entornos difíciles, donde la resistencia a la oxidación y a la corrosión es muy importante.

5. ¿Es fácil reciclar la aleación Zamak 3?

La aleación Zamak 3 puede reciclarse y reutilizarse en el proceso de producción sin perder sus propiedades, por lo que es reciclable. El reciclaje de las aleaciones de Zamak contribuye a reducir los residuos, disminuir los costes de producción y mejorar el proceso de fabricación.