¿Qué es el zamak? Guía completa de esta versátil aleación de zinc

¿Qué es el zamak? El zamak o "aleación de zinc" es una familia de aleaciones basadas principalmente en el zinc con trazas de otros metales como aluminio, magnesio y cobre. Zamak es una palabra alemana formada por la forma abreviada de zinc ('Z') y la palabra Amak ('aluminio, magnesio y cobre'; los principales elementos que componen esta aleación). Por su versatilidad, durabilidad y rentabilidad, este metal es muy popular en la industria. El zamak (o zamac, marca registrada anteriormente como MAZAK) es un grupo de aleaciones muy blandas y relativamente duras, compuestas en su mayoría por zinc y algunas cantidades menores de aluminio, cobre y magnesio. Estas aleaciones forman parte de la familia más amplia de aleaciones de zinc-aluminio, pero este grupo se distingue porque la concentración de aluminio suele ser constante y suele rondar los 4%. Esta particular combinación de elementos es lo que distingue al Zamak de otras aleaciones de la familia y, en consecuencia, le confiere unas propiedades únicas que lo hacen adecuado para diversas aplicaciones.

En este artículo, hablaremos de la composición, las características, los tipos, las ventajas, los usos y las razones por las que el zamak se emplea progresivamente en diversos sectores de la industria manufacturera. 

Zamak: una aleación versátil de zinc y aluminio

Zamak es un acrónimo de los nombres alemanes de los metales que componen su aleación: Zink (zinc), Aluminium (aluminio), Magnesium y Kupfer (cobre). Introducida por primera vez en 1929, la aleación ha demostrado desde entonces ser un material rentable, duradero e increíblemente versátil para su uso en todo el mundo de la fabricación. Antes de que se desarrollara el Zamak, la fundición a presión de zinc tenía un problema conocido como plaga del zinc. La plaga del zinc se refiere a la degradación de los componentes del zinc debido a la presencia de impurezas en la aleación. Las impurezas degeneraban el zinc y, con el tiempo, la mayoría de las piezas fundidas a presión quedaban inutilizables. La New Jersey Zinc Company solucionó este problema fabricando Zamak, que se obtenía a partir de zinc muy puro, el zinc más puro: 99,99% de zinc puro. El refinado se conseguía mediante reflujo, para eliminar las impurezas que causaban la peste del zinc.

Origen y evolución de las aleaciones de zamak 

La innovación de Zamak había aportado estabilidad a la industria de la fundición a presión de zinc, algo que era muy necesario. El zamak pronto fue ampliamente aceptado por su mayor pureza y su capacidad para resistir la plaga del zinc en un periodo relativamente corto para su uso en fundición a presión y otros fines industriales. Esta aleación fue un verdadero éxito, ya que permitió fabricar componentes fuertes, duraderos y resistentes incluso en entornos difíciles. El zamak se ha convertido en un material de probada eficacia, que lo capacita para soportar tensiones mecánicas mientras está expuesto al medio ambiente. 

¿Qué es el zamak?

El zamak propiamente dicho es una aleación a base de zinc y aluminio, concebida esencialmente para la fundición a presión y la fabricación de precisión. Se utiliza mucho por su solidez, resistencia a la corrosión y buenas propiedades de fundición; fue desarrollada en 1929 por la New Jersey Zinc Company. Al poder fundirse a (380°C más o menos a 420°C), tiene un punto de fusión bajo y, por tanto, es adecuado para piezas de automoción, ferretería, componentes eléctricos y bienes de consumo. Es la opción preferida frente al zinc puro y otras aleaciones metálicas por su durabilidad y bajo coste en diferentes industrias.

Composición de las aleaciones de zamak

El zamak es un grupo de cinco aleaciones diferentes de zinc como metal base y pequeñas cantidades añadidas de aluminio, magnesio y cobre para conferir propiedades especiales al metal. Los principales elementos que contienen las distintas aleaciones de Zamak son:

1. El zinc (Zn) es el metal base de todas las aleaciones de Zamak. Esta aleación es el segundo metal no férreo más utilizado, después del aluminio, ya que destaca por su resistencia a la corrosión y su solidez.
2. El zamak también suele contener aluminio (Al) para aumentar la resistencia general y la resistencia a la corrosión. Además, proporciona un mejor acabado superficial, lo que merece especial atención en la fundición.
3. Magnesio (Mg) - El magnesio también se añade a las aleaciones de Zamak para mejorar la resistencia y las propiedades de fundición de la aleación acabada. También se consigue reducir la fragilidad del zinc.
4. El zamak contiene cobre (Cu) añadido en cantidades muy pequeñas para añadir dureza y aumentar la resistencia al desgaste.

En general, la composición de la aleación puede variar según el tipo de Zamak, pero suele contener unos 85-95% de zinc, unos 4-8% de aluminio, 1-3% de cobre y 0,01-0,1 % de magnesio. 

¿Cuál es el punto de fusión del zamak?

El punto de fusión de las aleaciones de zamak depende ligeramente de su composición, pero suele situarse entre 380 °C y 420 °C (716 °F y 788 °F). El Zamak también tiene un punto de fusión relativamente bajo y es una buena elección para la fundición y la fabricación de precisión.

Puntos de fusión de diferentes aleaciones de zamak:

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

El zamak está compuesto principalmente de zinc, por lo que se funde a una temperatura mucho más baja que el aluminio o el acero. Su propiedad de alta precisión, producción rápida y fabricación rentable lo hace apropiado para aplicaciones que tienen requisitos de alta precisión.

¿Qué es el polvo de zamak?

El polvo de zamak es una estructura de partículas finas de aleación de zamak compuesta de zinc con adiciones menores de aluminio, magnesio y cobre. Se trata de un polvo fino metalizado que se utiliza en industrias como la térmica, la de pulverización, la de fabricación aditiva y la pulvimetalúrgica.

Propiedades del polvo de zamak

Composición: Igual que las aleaciones estándar de Zamak (Zamak 2, 3, 5 ó 7)
Punto de fusión: Aproximadamente 380°C a 420°C (716°F a 788°F)
Resistencia a la corrosión: Excelente resistencia a los factores ambientales
Conductividad: Buena conductividad eléctrica y térmica
Densidad: Como Zamak sólido, lo que lo hace adecuado para el metalizado y las piezas sinterizadas

Usos del zamak en polvo

1. Pulvimetalurgia- Se aplica en la fabricación de componentes sinterizados donde se pone polvo de metal y se calienta en la formación de piezas sólidas.
2. Pulverización térmica - Se utiliza como revestimiento protector de su superficie que implica el uso de material pulverizado en la protección de la superficie contra la corrosión y el desgaste.
3. Impresión 3D y fabricación aditiva - aplicadas en las tecnologías de nueva generación para la fabricación de prototipos.
4. Moldeo por inyección de metal (MIM) - Se utiliza en los procesos de fabricación de pequeñas piezas metálicas con diseños intrincados.

Ventajas del zamak en polvo

• Ligero pero resistente
• Excelentes propiedades de fundición
• Buena resistencia a la oxidación y la corrosión
• Más rentable que otros polvos metálicos como el titanio o el acero inoxidable

El polvo de zamak se utiliza en la automoción, la industria aeroespacial, la electrónica y muchas otras aplicaciones industriales debido a su utilidad y resistencia.

Diferentes tipos de aleaciones de zamak y sus aplicaciones

Veamos con más detalle los distintos tipos de aleaciones de Zamak y su uso en el proceso de fabricación.

1. Zamak 2: Alta resistencia y dureza

Una de las aleaciones de Zamak más populares de la familia es Zamak 2, que tiene una composición de aproximadamente 96% de zinc, 4% de aluminio y trazas casi insignificantes de Cobre, y magnesio aparte del aluminio. Esta aleación se elige debido a su mayor resistencia y dureza, por lo que al para aplicaciones de alta tensión

 Características principales de Zamak 2:

• Resistencia a la tracción: 359 MPa
• Dureza Brinell: 100 HB

Aplicaciones: Zamak 2 se utiliza principalmente en fundición a presiónLa fabricación de piezas que soportan grandes esfuerzos mecánicos. 
Fuerza: Esto confiere posteriormente a sus componentes una gran resistencia unida a una gran dureza, lo que los hace muy duraderos incluso en condiciones hostiles.
Beneficios de fabricación: Zamak 2 permite a los fabricantes producir piezas metálicas sólidas con mayor durabilidad, haciendo innecesaria la utilización de casquillos o insertos de desgaste adicionales en las piezas de fundición a presión.
Revestimientos: También es un medio adecuado para la galvanoplastia, la pintura húmeda y los revestimientos de conversión de cromatos.

El Zamak 2 puede soportar tensiones mecánicas, demostrando muy buenas propiedades mecánicas, lo que lo convierte en un material adecuado para su uso en aplicaciones precisas con exigencias de alta resistencia al desgaste y durabilidad.

2. Zamak 3: Excelente colabilidad y resistencia a la corrosión

La aleación de Zamak más común es el Zamak 3, con una notable colabilidad y una amplia gama de aplicaciones. Su composición es de aproximadamente 96% de zinc, 4% de aluminio y trazas de cobre. Una de las aleaciones de fundición a presión más populares es su fluidez y ductilidad, que permite obtener detalles muy complejos e intrincados en el componente durante la fundición a presión.

Características principales de Zamak 3:

Resistencia mecánica: Los componentes tienen una buena resistencia a la tracción para soportar grandes cargas o impactos.
Resistencia a la corrosión: El Zamak 3 tiene muy buena resistencia a la corrosión y es adecuado para componentes expuestos a diversas condiciones ambientales.
Aplicaciones:  El Zamak 3 tiene una amplia variedad de aplicaciones, siendo las principales las piezas de automoción, los juguetes y la ferretería. Este material es el preferido de muchos sectores industriales, ya que puede formar piezas de fundición detalladas y precisas.
Hecho para durar: Dado que el Zamak 3 es naturalmente resistente a la corrosión y dimensionalmente estable, los componentes fabricados con este material duran mucho tiempo.
Rentable: Además, representa un proceso de fabricación rentable en comparación con materiales más caros como el acero inoxidable o el aluminio.

Excelente elección cuando la resistencia a la corrosión, la moldeabilidad y la rentabilidad son prioritarias.

3. Zamak 5: fuerza superior y resistencia al desgaste

Otra aleación de zamak muy utilizada es el zamak 5, que suele emplearse cuando se requiere mayor resistencia y durabilidad. Se compone de un 95% de zinc, un 4% de aluminio y un 1% de cobre. El Zamak 5 tiene un mayor contenido de cobre que otras aleaciones de Zamak, lo que confiere a este material una resistencia, dureza y propiedades de desgaste significativamente mejores para las aplicaciones más exigentes.

Características principales de Zamak 5:

Fuerza mejorada: Su mayor resistencia a la tracción y a la fluencia se debe al contenido de cobre del Zamak 5.
Estabilidad dimensional: Tiene mejor estabilidad a temperaturas más altas que otras aleaciones de Zamak.
Se utiliza principalmente para: El Zamak 5 se utiliza para la fabricación de piezas de automóvil, conectores eléctricos, herrajes industriales y componentes de maquinaria. La aplicación para la que es especialmente adecuado es cuando se necesita una buena solidez y resistencia al desgaste.
Ventajas del material: Las excelentes características de fundición de esta aleación facilitan la producción de componentes complejos y detallados. Suele aplicarse en industrias cuyas piezas necesitan abundancia de resistencia mecánica y durabilidad en funcionamiento.

El Zamak 5 es preferible para la fabricación de piezas sometidas a elevadas cargas mecánicas y de larga duración.

4. Zamak 7: Alta fluidez y resistencia a la corrosión

Zamak 7 es una modificación de Zamak 5 con mayor resistencia a la corrosión pero con la mayoría de las mismas propiedades. Contiene aproximadamente 96% de zinc y aluminio, cobre y magnesio. Cuando se utiliza Zamak 7 se requiere una resistencia adicional a la corrosión.

Características principales de Zamak 7:

Excelente fluidez: El Zamak 7 posee buenas propiedades de fluidez que lo hacen perfecto para la colada de paredes finas y formas complejas.
Resistencia a la corrosión: Tiene una resistencia a la corrosión reducida en comparación con el Zamak 5, y es útil en aplicaciones marinas, entre otras.
Aplicaciones primarias: Zamak 7 se utiliza en casos en los que la resistencia a la corrosión es crucial en aplicaciones como entornos marinos, instalaciones exteriores y piezas sometidas a condiciones climáticas extremas.
Beneficios de fabricación: Zamak 7 es muy fluido, lo que permite fabricar geometrías complejas y componentes de paredes finas. También puede remodelarse durante el montaje sin perder integridad estructural.

Cuando hay que tener en cuenta cuestiones medioambientales, la resistencia superior a la corrosión de Zamak 7 ofrece la aleación adecuada para la aplicación.

Características del zamak

Las propiedades de las aleaciones de Zamak son excelentes, combinando todas las propiedades favorables necesarias para los diferentes procesos de operaciones de fabricación. Algunas de estas características son:

1. Las aleaciones de zamak también son beneficiosas por su alta resistencia y durabilidad. Por ello, son el material perfecto para aplicaciones que requieren componentes robustos y de larga duración.
2. Resistencia a la corrosión: Porque el ingrediente principal del Zamak es el Zinc, que es muy resistente a la corrosión. Como las aleaciones de zamak son resistentes a la exposición a la humedad, son apropiadas para uso marino y en exteriores.
3. Versatilidad: Las aleaciones de zamak son versátiles en el sentido de que se pueden moldear en formas y tamaños intrincados y, por tanto, se pueden utilizar para muchas aplicaciones diferentes en distintos sectores. Los detalles más finos necesarios para la producción en serie pueden moldearse en componentes.
4. Punto de fusión bajo: Las aleaciones de zamak tienen un punto de fusión bajo (380°C a 390°C), inferior al de la mayoría de los demás metales (como el aluminio o el cobre).
5. Acabado superficial: Las aleaciones de zamak tienen un acabado superficial muy suave, lo que es importante en aplicaciones como artículos decorativos, donde la apariencia es importante.
6. Ligero: El zamak es ligero debido a su alto contenido en zinc y, en general, más ligero que la mayoría de los demás metales, otra razón por la que se utiliza mucho en diversas aplicaciones en las que el peso es importante.

Aleaciones de zamak y sus normas en distintos países 

También disponemos de una tabla actualizada con las aleaciones de Zamak y sus normas en los distintos países, como se indica a continuación:

En esta sección hay una tabla actualizada que presenta las principales normas y especificaciones especialmente dedicadas a las aleaciones de Zamak, como la composición, los procesos de fundición y las propiedades mecánicas por países. Destaca el hecho de que las aleaciones de Zamak, incluidas Zamak 3, Zamak 5, etc., están reguladas globalmente para mantener una uniformidad en la producción y el control de calidad.

Ventajas de Zamak

El uso generalizado de las aleaciones de Zamak en la fabricación se debe a sus siguientes ventajas:

1. El zamak es un material económico en comparación con el aluminio o el latón. Es un material relativamente barato y fácil de procesar, lo que lo hace económico en la producción en masa, como en la industria del automóvil y de productos para el hogar.
2. Las aleaciones de zamak son muy fáciles de moldear en formas complejas con gran precisión. Esta capacidad permite fabricar en serie componentes de gran precisión dimensional.
3. El zamak es muy reciclable. Dado que la aleación puede fundirse y reutilizarse, es una opción ecológica para las industrias que buscan minimizar la producción de residuos y reducir los costes de producción.
4. Buenas propiedades mecánicas: Las propiedades mecánicas de las aleaciones de Zamak las hacen adecuadas para su uso en muchos productos. Un ejemplo de este uso es la resistencia de las piezas de Zamak a la herrumbre y la oxidación, por lo que pueden aplicarse en interiores o exteriores.
5. Las aleaciones de zamak también ofrecen un atractivo estético, ya que casi siempre tienen un acabado que puede pulirse hasta conseguir un atractivo brillo intenso. Por ello, son especialmente adecuadas para uso decorativo, como en joyería, ferretería y pasamanería.

Usos comunes del zamak

Como resultado, las aleaciones de Zamak tienen una amplia variedad de usos en muchas industrias y aplicaciones como:

1. En la industria del automóvil: Las aleaciones de zamak se utilizan principalmente en la industria del automóvil para fabricar piezas como cerraduras, pestillos, manillas, etc., que deben tener una gran resistencia y durabilidad. Estas aleaciones mejoran la capacidad de servicio y la durabilidad de estos componentes de automoción y, de esta manera, mejoran la eficiencia general de los automóviles.
2. Producción: La zamak es bien conocida como material de fundición a presión para la producción de grandes volúmenes de piezas pequeñas con gran precisión. El zamak tiene un punto de fusión bajo, buena fluidez y puede rellenar un molde complejo.
3. Usos: El zamak se utiliza para fabricar conectores eléctricos, accesorios y cajas porque tiene buena conductividad eléctrica, resistencia mecánica y resistencia a la corrosión. Además, se emplea en conectores para maquinaria industrial y componentes electrónicos.
4. Ferretería doméstica: En el hogar, el zamak se utiliza para fabricar herrajes domésticos como picaportes, cerraduras, pomos, etc. También se utiliza en utensilios de cocina, como grifos y otros accesorios de fontanería, porque es resistente a la corrosión y extremadamente duro.
5. 5. Joyas y objetos decorativos: El zamak se utiliza a menudo en la producción de joyas y otros artículos decorativos por su superficie lisa y sus cualidades estéticas. Existen prácticamente docenas de pinturas de este tipo, y son populares en bisutería, donde el coste y la apariencia importan.
6. Componentes de la máquina: Las aleaciones de zamak se utilizan en la fabricación de equipos industriales como piezas de máquinas, máquinas herramienta y componentes de máquinas. Duraderas al desgaste y la corrosión, mejoran la resistencia de la maquinaria industrial.

Conclusión

El zamak es un material único y versátil que tiene las ventajas de ser de bajo coste, fácil de fundir, duradero y con excelentes propiedades mecánicas. Las aleaciones de zamak son parte integrante de los modernos procesos de fabricación utilizados en automoción, electrónica, productos domésticos y componentes industriales, etc. Dado que el zamak puede reciclarse y que muchas de sus aplicaciones son muy amplias, significa que el zamak será un componente importante en la fabricación de muchas cosas durante muchos años.
Las aleaciones de zamak son el resultado de la combinación de zinc y otros elementos como aluminio, magnesio o cobre. El zamak es una aleación que sigue satisfaciendo las necesidades de diversas industrias, desde componentes estructurales a artículos decorativos, pasando por intrincadas piezas de maquinaria.
Conocer el zamak y lo que es, así como sus diferentes aplicaciones, permite a los fabricantes aprovechar las cualidades de esta aleación para crear productos más eficaces, más rentables y más duraderos.

Preguntas frecuentes sobre Zamak

1. ¿Para qué se utiliza el zamak?

Gracias a sus excelentes propiedades mecánicas, resistencia a la corrosión y rentabilidad, el zamak se utiliza ampliamente en fundición a presión, piezas de automoción, ferretería, componentes eléctricos, juguetes y maquinaria industrial.

2. ¿Cuáles son las variedades de aleaciones de Zamak?

Las aleaciones de zamak son las más utilizadas:

Zamak 2 - Gran resistencia y dureza
Zamak 3 - se utiliza para la fundición a presión de uso general.
Zamak 5 - Más fuerte que Zamak 3, con mayor resistencia al desgaste

Zamak 7 - Mayor ductilidad y resistencia al impacto

3. ¿Cuál es el punto de fusión del zamak?

Las aleaciones de zamak tienen un punto de fusión entre 380°C y 420°C, dependiendo de la composición particular.

4. ¿Qué es el polvo de zamak? ¿Para qué sirve?

El polvo de zamak es una forma de polvo fino de aleación de zamak que se utiliza en pulvimetalurgia, pulverización térmica, fabricación aditiva y moldeo por inyección de metal (MIM) para fabricar componentes resistentes a la corrosión.

5. ¿Cuál es la diferencia entre zamak, aluminio y acero?

Comparado con el aluminio y el acero, el zamak es más barato y fácil de fundir. Aunque tiene un punto de fusión más bajo, presenta una excelente resistencia a la corrosión, buena solidez y excelentes propiedades de fundición, por lo que es ideal para diseños detallados e intrincados.