Legierungen & Werkstoffe · 30. Juli 2026
ZP3 vs. ZP5: welche Zamak-Legierung wählen
Technischer Vergleich der beiden gängigsten Zamak-Legierungen nach EN 12844: Zusammensetzung, Festigkeit, Härte, Kriechverhalten und Galvanisierbarkeit.
Bei der Konstruktion eines zinkdruckgegossenen Bauteils steht die Legierungswahl ganz am Anfang. Die beiden gängigsten Optionen sind ZP3 (ZnAl4) und ZP5 (ZnAl4Cu1), beide nach EN 12844 genormt und auf den ersten Blick sehr ähnlich. Der zentrale Unterschied besteht in nur einem Element: rund 1% mehr Kupfer in der ZP5. Dieses Detail verändert jedoch Festigkeit, Härte, Duktilität und Langzeitverhalten spürbar und beeinflusst damit die Konstruktionsentscheidung direkt. In diesem Leitfaden analysieren wir den Unterschied zwischen ZP3 und ZP5 und wann welche Legierung zu wählen ist, mit Verweisen auf ZP2 und ZP8 für anspruchsvollere Einsatzfälle.
Was ist Zamak und warum gibt es mehrere Varianten (ZP2, ZP3, ZP5, ZP8)
Zamak (auch Zama genannt) ist eine Familie von Zinklegierungen mit Zusätzen von Aluminium, Kupfer und Magnesium, entwickelt für die Warmkammer-Druckgussverarbeitung. Dank des niedrigen Schmelzpunkts (ca. 381–390°C) und der ausgezeichneten Gießbarkeit ermöglicht Zamak komplexe Geometrien, dünne Wandstärken und enge Toleranzen bei kurzen, wirtschaftlichen Zykluszeiten.
Die europäische Norm EN 12844 spezifiziert vier warmkammer-druckgussfähige Zink-Aluminium-Legierungen, gekennzeichnet durch die Codes ZP0400 (ZP3), ZP0410 (ZP5), ZP0430 (ZP2) und ZP0810 (ZP8). Die Ausgangsbarren müssen ihrerseits EN 1774 entsprechen. Laut zinc.org sind ZP3 und ZP5 die mit Abstand am häufigsten eingesetzten Varianten.
Diese Ordnung entstand erst mit der Zeit: Vor 1998 existierten in Europa zahlreiche nationale Standards für Zinkdruckguss-Legierungen nebeneinander, bevor sie unter EN 12844 und EN 1774 harmonisiert wurden. Die entscheidende Variable zwischen den Varianten ist vor allem der Kupfergehalt (bei ZP8 zusätzlich der Aluminiumgehalt), da Kupfer Festigkeit, Härte und Langzeitstabilität maßgeblich beeinflusst.
ZP3: Zusammensetzung, Eigenschaften und EN 12844
Die ZP3 (EN 12844-Code ZP0400, Bezeichnung ZnAl4, in Nordamerika als Zamak 3 bzw. Alloy 3 bekannt) ist im Grunde eine binäre Zink-Aluminium-Legierung. Sie enthält 3,7% bis 4,3% Aluminium und maximal 0,1% Kupfer. Damit ist ZP3 die “reinste” Variante der Familie: ohne nennenswerten Kupferanteil verhält sie sich in vielerlei Hinsicht wie eine Referenzlegierung.
Charakteristisch für ZP3 sind eine hervorragende dimensionale Langzeitstabilität, sehr gute Gießbarkeit und hochwertige Oberflächenqualität. Mit einer Zugfestigkeit (Rm) von etwa 280 MPa und einer Härte von rund 82 HB ist ZP3 die duktilste und zugleich weichste Legierung der Familie – Eigenschaften, die sie ideal für nachgelagerte Umformoperationen machen.
Geografisch betrachtet ist ZP3 (Alloy 3 / Zamak 3) der vorherrschende Standard in Nordamerika und Asien, geschätzt für das ausgewogene Verhältnis zwischen physikalischen und mechanischen Eigenschaften sowie für hervorragende Oberflächeneigenschaften bei Galvanisierung, Lackierung und Verchromung. Typische Anwendungen sind Bauteile für dekorative Galvanisierung sowie Teile, die gebördelt oder gebogen werden müssen.
ZP5: Zusammensetzung, Eigenschaften und Unterschiede zu ZP3
Die ZP5 (EN 12844-Code ZP0410, Bezeichnung ZnAl4Cu1, bekannt als Zamak 5 bzw. Alloy 5) basiert auf derselben Grundlage wie ZP3 – Aluminium 3,7–4,3% – ergänzt jedoch um einen Kupfergehalt zwischen 0,7% und 1,2% (rund 1%). Genau dieser Unterschied trennt die beiden Legierungen.
Die Auswirkungen des zusätzlichen Kupferanteils sind gut dokumentiert. Technischen Quellen zufolge bewirkt die Kupferzugabe eine Steigerung der Zugfestigkeit um etwa 10% (Rm ca. 330 MPa), eine höhere Härte (ca. 91 HB) sowie eine bessere Korrosionsbeständigkeit gegenüber ZP3. In der Praxis liefert ZP5 also geringfügig festere und härtere Gussteile.
Die Kehrseite ist die reduzierte Duktilität. ZP5 ist weniger umformbar als ZP3, was sich direkt auf nachgelagerte Operationen wie Biegen, Nieten oder Bördeln auswirkt. Ein Bauteil, das nach dem Gießen verformt werden muss, kann unter dieser geringeren Elastizität leiden. Ansonsten bleibt ZP5 ebenso gut galvanisierbar, finishbar und bearbeitbar wie ZP3.
Geografisch ist ZP5 (Alloy 5 / Zamak 5) die in Europa am häufigsten verwendete Legierung, historisch der “Default”-Standard vieler Gießereien. Auch hier gilt: Vorsicht bei der Terminologie – die europäische Bezeichnung ZP5 (EN 12844) entspricht dem nordamerikanischen Alloy 5 sowie den ASTM-Spezifikationen, jedoch mit minimalen Abweichungen bei den Verunreinigungswerten.
Vergleichstabelle ZP3 vs. ZP5 vs. ZP2 vs. ZP8: Zusammensetzung und Eigenschaften
Um die Entscheidung in einen breiteren Kontext zu stellen, lohnt sich ein Vergleich aller vier EN-12844-Legierungen in einer einzigen Tabelle. Die Werte sind Richtwerte gemäß EN 12844 / ASTM B86.
| Eigenschaft | ZP3 (ZnAl4) | ZP5 (ZnAl4Cu1) | ZP2 (ZnAl4Cu3) | ZP8 (ZnAl8Cu1) |
|---|---|---|---|---|
| Aluminium (%) | ~4 (3,7-4,3) | ~4 (3,7-4,3) | ~4 (3,7-4,3) | ~8 (8,0-8,8) |
| Kupfer (%) | max. 0,1 | ~1 (0,7-1,2) | ~3 | ~1 |
| Zugfestigkeit Rm (MPa) | ~280 | ~330 | ~360 | ~370 |
| Härte (HB) | ~82 | ~91 | ~100 | ~103 |
| Duktilität / Bruchdehnung | am höchsten | mittel | am niedrigsten | niedrig |
| Kriechbeständigkeit | am niedrigsten | mittel | hoch | am höchsten |
Die ZP2 (ZnAl4Cu3) fügt der ZP3-Basis rund 3% Kupfer hinzu und erreicht damit eine Festigkeitssteigerung von etwa 20% – sie ist die widerstandsfähigste Legierung der Familie. Sie behält Festigkeit und Härte über die Zeit besser bei, wird aber spröder, neigt zu Schwindung und ist weniger elastisch.
Die ZP8 (ZnAl8Cu1) verfolgt einen anderen Ansatz: Statt auf Kupfer zu setzen, erhöht sie den Aluminiumanteil auf 8%, was die beste Kriechbeständigkeit der Familie sowie eine geringere Dichte (~6,3 g/cm³ gegenüber den für Zamak typischen ~6,6 g/cm³) ergibt. Wichtig: ZP8 nach EN 12844 ist nicht mit dem “Zamak 8” gleichzusetzen (das es in der US-Klassifikation gar nicht gibt) – das nordamerikanische Pendant gehört zur technisch eigenständigen ZA-8-Familie.
Wie liest man die Tabelle im Sinne einer Entscheidungshilfe? Man sollte zunächst festlegen, welche Eigenschaft für die Anwendung ausschlaggebend ist: Zählt die Umformbarkeit, orientiert man sich an der Bruchdehnung; zählt die Dauerbelastung, ist das Kriechverhalten relevant; zählt die mechanische Festigkeit, sind Rm und Härte entscheidend. Einen vollständigen Überblick bieten die mechanischen Eigenschaften der Zamak-Legierungen.
Festigkeit, Härte und Duktilität: welche Legierung leistet mehr
Rein quantitativ betrachtet ist ZP5 der ZP3 in Festigkeit und Härte geringfügig überlegen: rund +10% bei Rm und eine Härtezunahme von ~82 auf ~91 HB. Wenn das Ziel ein steiferes, festeres Bauteil ist, ohne den Fertigungsprozess zu ändern, ist ZP5 die naheliegende Wahl.
Die Gegenleistung ist die Duktilität. ZP3 bleibt vorzuziehen, wenn das Bauteil nachgelagerten Umformoperationen unterzogen wird – Biegen, Nieten, Bördeln –, da die höhere Elastizität das Risiko von Rissen oder Brüchen bei der Kaltverformung reduziert.
Das folgende Schema fasst den Kompromiss entlang einer Festigkeit-Duktilität-Achse zusammen:
ZP3
duktiler → ZP5
ausgewogen → ZP2
fester
Der Festigkeitsgewinn der ZP5 rechtfertigt sich, wenn das Bauteil unter nennenswerten mechanischen Lasten arbeitet und keine Verformung nach dem Guss erfordert. Umgekehrt gilt: Ist das Teil primär dekorativ oder muss durch Bördeln montiert werden, bringt die zusätzliche Festigkeit der ZP5 keinen Vorteil, während der Verlust an Umformbarkeit zum Nachteil wird.
Kriechverhalten und Alterung im Zeitverlauf
Kriechen (Kriechverformung) bezeichnet die langsame, permanente Verformung eines Werkstoffs unter konstanter Last über lange Zeiträume, auch bei Temperaturen unterhalb des Schmelzpunkts. Bei Bauteilen, die über Jahre unter Spannung stehen – Federn, Befestigungsbügel, vorgespannte Teile –, ist Kriechen ein entscheidender Parameter.
Die Rangfolge der Kriechbeständigkeit innerhalb der Zamak-Familie lautet laut zinc.org wie folgt:
ZP8 > ZP2 > ZP5 > ZP3
Es gibt eine praktische Faustregel: Bis etwa 100°C lassen sich die Kriechraten der ZP5 anhand der ZP3-Diagramme abschätzen, indem man 10°C zu den angegebenen Temperaturen addiert. Anders gesagt verhält sich ZP5 näherungsweise wie ZP3, jedoch bei rund 10°C höheren Temperaturen. Dieser Spielraum kann bei Anwendungen an der Grenze der thermischen Einsatzschwelle entscheidend sein.
Alle Zamak-Legierungen sind für Dauereinsatztemperaturen bis etwa 100–120°C ausgelegt: Oberhalb dieser Schwelle beschleunigt sich das Kriechen spürbar. Ein weiteres zu berücksichtigendes Phänomen ist die natürliche Alterung: Bei ZP3, ZP5 und ZP8 nehmen Zugfestigkeit und Härte mit der Zeit tendenziell ab, während die Bruchdehnung zunimmt. ZP2 bildet eine teilweise Ausnahme – sie behält Festigkeit und Härte besser bei, wird jedoch spröder. Zu den thermischen Aspekten siehe unseren Beitrag zur Schmelztemperatur von Zamak.
Galvanisierbarkeit und Oberflächenfinish: Auswirkungen der Legierungswahl
Ein oft unterschätzter Aspekt betrifft die Oberflächenfinishes. Sowohl ZP3 als auch ZP5 bieten eine ausgezeichnete Galvanisierbarkeit, doch der Kupferanteil der ZP5 kann leichte Unterschiede bei Optik und Haftung der Beschichtung verursachen. Generell nehmen beide Legierungen die wichtigsten Oberflächenbehandlungen gut an: Galvanisierung, Lackierung, Verchromung und Passivierung.
Der technisch entscheidende Punkt bei der dekorativen Galvanisierung von Zamak ist die Abscheidefolge. Der Standardzyklus sieht eine Kupfer-Unterschicht vor (Kupfer-Undercoat, typischerweise 2–5 μm, gefolgt von saurem Kupfer) vor der Vernickelung: Ohne diese Kupferschicht würde das Nickel direkt auf das Zink angreifen und die Haftung beeinträchtigen. Diese Kupfer-Nickel-Sequenz (Cu-Ni) lässt sich sowohl auf ZP3 als auch auf ZP5 gut anwenden. Referenznormen für das dekorative Cu/Ni/Cr-Finish auf Zamak sind ISO 1456, EN 12540 und ASTM B456; für die Chromatierung/Passivierung gilt ISO 4520.
Der Kupferanteil der ZP5 kann Haftung und optisches Ergebnis der Beschichtung geringfügig beeinflussen: Bei Projekten, bei denen die Optik entscheidend ist (Sichtbauteile, polierte oder verchromte Details), empfiehlt sich eine Validierung des Finishs auf der jeweils gewählten Legierung. Weitere Informationen im Bereich Oberflächenfinishes und Behandlungen.
Wie man die richtige Legierung für sein Bauteil wählt: praktische Kriterien und Anwendungsfälle
Die Entscheidungslogik lässt sich in einem einfachen Auswahlbaum zusammenfassen, basierend auf der prioritären Eigenschaft des Bauteils:
Zwei konkrete Anwendungsfälle zur Veranschaulichung:
Fall 1 — dekoratives, galvanisiertes Bauteil mit Bördelung. Man stelle sich ein sichtbares Beschlagteil vor, das verchromt und anschließend bei der Montage gebördelt werden muss. Hier zählen Oberflächenfinish und Duktilität für die Bördelung: Die Wahl fällt auf ZP3, die dimensionale Stabilität, ausgezeichnete Galvanisierbarkeit und die erforderliche Umformbarkeit bietet.
Fall 2 — strukturelles Bauteil mit höherer Festigkeitsanforderung. Eine mechanische Halterung, die höhere Lasten tragen muss, ohne Verformungen nach dem Guss zu erfahren und ohne die bestehende Werkzeugausrüstung zu ändern: ZP5 ermöglicht einen Festigkeitsgewinn von rund 10% und eine höhere Härte bei gleichbleibendem Warmkammer-Druckgussprozess.
Der Vorteil der Zusammenarbeit mit einem spezialisierten Gießereibetrieb liegt genau in der Möglichkeit, eine Beratung zur optimalen Legierung zu erhalten. Micrometal, seit 1991 in Erbusco (Brescia) tätig – 35 Jahre Erfahrung im Jahr 2026 – und ISO-9001-zertifiziert, verfügt über 11 Produktionseinheiten (7 Warmkammer-Druckgussmaschinen von Agrati, Italpresse und Frech, sowie 4 robotisierte Frech DAW 80-Zellen) mit Schließkräften von 20 bis 90 Tonnen. Diese Ausstattung ermöglicht den Druckguss aller vier EN-12844-Legierungen – ZP3, ZP5, ZP2 und ZP8 – und eine gezielte Beratung des Kunden zur für das jeweilige Bauteil geeignetsten Wahl.
Wenn Sie überlegen, welche Legierung für Ihr Projekt geeignet ist, kann unser Technik-Team eine individuelle Bewertung auf Basis der mechanischen, ästhetischen und betrieblichen Anforderungen durchführen. Erfahren Sie mehr darüber, wie der Warmkammer-Druckguss funktioniert, oder fordern Sie ein Angebot für Ihren Zinkdruckguss an. Sie erreichen uns auch telefonisch unter +39 030 7760830.
Technische Prüfung: Marco Sega
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