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Aleaciones & Materiales · 19 mayo 2026
Propiedades mecánicas de las aleaciones zamak: guía técnica para fundición a presión
Resistencia, dureza, alargamiento y comportamiento de las aleaciones ZP3, ZP5, ZP2 y ZP8: datos EN 12844 y ASTM B86 para elegir la aleación correcta en fundición a presión.
Seleccionar una aleación zamak para fundición a presión exige un conocimiento profundo de sus propiedades mecánicas: resistencia a la tracción, dureza, alargamiento, tenacidad al impacto y comportamiento frente a la fluencia (creep) son los parámetros que determinan la viabilidad técnica y la vida útil de una pieza fundida en servicio. En esta guía analizamos en detalle las cuatro aleaciones normalizadas por la EN 12844 — ZP3, ZP5, ZP2 y ZP8 — comparando sus propiedades nominales, su evolución en el tiempo y los criterios de selección según la aplicación.
Qué se entiende por propiedades mecánicas de una aleación zamak fundida a presión
Cuando hablamos de propiedades mecánicas de una pieza de zamak nos referimos a un conjunto estructurado de magnitudes físicas medibles según procedimientos normalizados, que describen la respuesta del material ante solicitaciones estáticas y dinámicas.
Resistencia a la tracción y límite elástico
La resistencia a la tracción (Rm) es la carga unitaria máxima que soporta la probeta antes de la rotura, expresada en megapascales (MPa) y medida según EN ISO 6892-1. El límite elástico al 0,2% (Rp0.2) identifica el umbral a partir del cual el material sufre deformación plástica permanente: para la ZP3 fundida a presión, zinc.org indica un valor de referencia de 220 MPa, utilizado en los cálculos de diseño y en los ensayos de fluencia.
Alargamiento porcentual y ductilidad
El alargamiento a rotura (A%) cuantifica la ductilidad: una aleación con A% elevado tolera mejor pequeñas deformaciones plásticas locales (por ejemplo, en ensamblajes por ajuste a presión) sin agrietarse. Las aleaciones zamak fundidas a presión presentan valores de A% generalmente comprendidos entre el 2% y el 10%, según la composición y el envejecimiento.
Dureza Vickers y Brinell
La dureza Vickers (HV) según ISO 6507 y la dureza Brinell (HB) son medidas complementarias de la resistencia a la penetración, correlacionadas con la resistencia al desgaste y el comportamiento en presencia de roscas, asientos de rodamiento o superficies deslizantes.
Tenacidad al impacto y módulo elástico
La resiliencia Charpy (energía absorbida por una probeta entallada hasta la rotura) y el módulo elástico (E ≈ 85–90 GPa) completan el panorama, describiendo respectivamente la tenacidad frente a impactos y la rigidez estructural.
Las cuatro aleaciones zamak según EN 12844: ZP3, ZP5, ZP2, ZP8
El acrónimo ZAMAK proviene de los nombres alemanes de los cuatro metales componentes: Zink (zinc), Aluminium (aluminio), MAgnesium (magnesio), Kupfer (cobre). La familia fue desarrollada por la New Jersey Zinc Company en 1929 y está hoy estandarizada en Europa por la norma EN 12844.
Composición química nominal
Las aleaciones ZP3, ZP5 y ZP2 comparten un contenido constante de aluminio del 4%, mientras que la ZP8 se distingue por un aluminio del 8%. El cobre es el elemento que diferencia las aleaciones a igual contenido de Al: ausente en la ZP3, en torno al 1% en la ZP5 y ZP8, y hasta el 3% en la ZP2. El magnesio está presente en todas las aleaciones en contenidos mínimos (0,02–0,06%) para inhibir la corrosión intergranular.
Denominaciones equivalentes
| EN 12844 | Nombre comercial EU | ASTM B86 (EE. UU.) | ISO 301 |
|---|---|---|---|
| ZP3 | Zamak 3 | AG40A / Zamak 3 | ZnAl4 |
| ZP5 | Zamak 5 | AC41A / Zamak 5 | ZnAl4Cu1 |
| ZP2 | Zamak 2 | AC43A / Zamak 2 | ZnAl4Cu3 |
| ZP8 | — | ZA-8 (familia ZA, distinta) | ZnAl8Cu1 |
Nota técnica: la ZP8 europea no corresponde a ninguna aleación Zamak de la norma ASTM. El equivalente norteamericano es la ZA-8, perteneciente a la familia ZA-alloys, separada y distinta de la familia ZAMAK. Debe evitarse en las especificaciones la denominación incorrecta «Zamak 8».
EN 1774 e impurezas críticas
La EN 12844 regula la composición de las piezas fundidas; la EN 1774 regula los lingotes de entrada, con tolerancias más restrictivas para permitir al fundidor márgenes de variación de proceso. Las impurezas críticas — plomo, cadmio, estaño y silicio — deben mantenerse por debajo de umbrales muy bajos: si se superan los límites, se producen fragilidad, corrosión intergranular y, en los casos más graves, el fenómeno de la «zinc pest». Por este motivo, las aleaciones zamak disponibles en Micrometal están sujetas a verificación de composición en cada lote, en línea con la certificación ISO 9001.
Tabla comparativa de propiedades mecánicas nominales a 20 °C
Los valores que se indican a continuación son orientativos y hacen referencia a la EN 12844 (tabla de Propiedades Nominales) y a los datos de zinc.org para piezas fundidas a presión de 2 mm de espesor, medidas entre 5 y 8 semanas después de la colada.
| Propiedad | ZP3 | ZP5 | ZP2 | ZP8 |
|---|---|---|---|---|
| Rm – Resistencia a la tracción (MPa) | ~280 | ~330 | ~360 | ~370 |
| Rp0.2 – Límite elástico (MPa) | ~220 | ~250 | ~280 | ~290 |
| A% – Alargamiento (%) | 10 | 7 | 5 | 8 |
| Dureza Brinell (HB) | ~82 | ~92 | ~100 | ~103 |
| Resiliencia Charpy (J) | ~58 | ~65 | ~50 | ~42 |
| Módulo elástico E (GPa) | ~85 | ~85 | ~85 | ~86 |
Jerarquía de dureza y resistencia al desgaste
La jerarquía de dureza sigue el orden ZP2 ≈ ZP8 > ZP5 > ZP3: la ZP2 y la ZP8 se clasifican como aleaciones «heavy duty» para aplicaciones exigentes. La resistencia al desgaste es coherente con la dureza, lo que convierte a estas dos aleaciones en las candidatas naturales para piezas zamak de alta exigencia destinadas a solicitaciones continuas de rozamiento o impacto.
Sensibilidad a la entalla y módulo elástico
La resiliencia Charpy disminuye al aumentar el contenido de cobre: la ZP3 es la más tenaz, la ZP8 la más sensible a la entalla. El módulo elástico, en cambio, es prácticamente constante (~85 GPa), lo que hace equivalentes a las cuatro aleaciones en términos de rigidez estructural a igual geometría — un aspecto útil a la hora de definir las especificaciones técnicas del material.
Velocidad de enfriamiento y espesor de pared: el papel de la cámara caliente
Las propiedades mecánicas de la pieza fundida no dependen únicamente de la aleación, sino también — de forma significativa — de las condiciones de proceso. Como documenta zinc.org (Engineering Properties – Mechanical Properties), un enfriamiento rápido en molde produce una estructura de grano fino que maximiza la resistencia a la tracción y la dureza.
Paredes delgadas = grano fino = mayor resistencia
Las secciones de pared delgada, al enfriarse más rápidamente, presentan valores de Rm y dureza proporcionalmente superiores a los de las secciones gruesas de la misma colada. Este es el motivo por el que los valores nominales EN 12844 se refieren a probetas de espesor estándar de 2 mm: espesores mayores implican una reducción progresiva de las prestaciones mecánicas típicas.
Fundición a presión en cámara caliente: el proceso idóneo para el zamak
La baja temperatura de fusión del zamak (~385 °C, frente a los ~1500 °C del acero) permite emplear el proceso de fundición a presión en cámara caliente, en el que el pistón de inyección está sumergido directamente en el baño fundido. Esto se traduce en ciclos rápidos — hasta aproximadamente 1000 inyecciones por hora con moldes convencionales — y en velocidades de enfriamiento elevadas, condición necesaria para obtener las propiedades mecánicas de catálogo.
Micrometal opera desde 1991 en Erbusco (Brescia, Italia) con un parque de 11 prensas todas de cámara caliente, de 20 a 90 toneladas de cierre, una configuración que garantiza la máxima expresión de las propiedades mecánicas de las cuatro aleaciones de la familia ZAMAK.
Envejecimiento y estabilidad de las propiedades en el tiempo
Las aleaciones zamak fundidas a presión no son materiales «congelados» nada más producirse la colada: en las semanas y meses siguientes tienen lugar transformaciones microestructurales (descomposición de fases metaestables) que modifican las propiedades mecánicas.
Comportamiento de ZP3, ZP5 y ZP8
Para estas tres aleaciones, el envejecimiento natural a temperatura ambiente conlleva una reducción progresiva de Rm y dureza y un aumento del alargamiento A%. El fenómeno se estabiliza al cabo de varios meses y explica por qué los valores nominales EN 12844 se refieren a mediciones realizadas entre 5 y 8 semanas tras la colada: un compromiso representativo de la vida en servicio del componente.
El caso particular de la ZP2
La ZP2 presenta un comportamiento opuesto: el alargamiento disminuye en las primeras semanas y meses de envejecimiento, para recuperarse lentamente a largo plazo. Este aspecto debe tenerse muy en cuenta en aplicaciones donde la ductilidad inicial es crítica (por ejemplo, ensamblajes con deformación plástica controlada).
Estabilidad dimensional
La estabilidad dimensional de las piezas zamak fundidas a presión a lo largo del tiempo es máxima para la ZP3, que mantiene mejor que las demás las cotas críticas. Por este motivo, la ZP3 se prefiere frecuentemente en componentes de precisión (sector de instrumentación y sensorización).
Resistencia a la fluencia (creep) de las aleaciones zamak
La fluencia o creep es la deformación plástica progresiva de un material sometido a carga constante durante períodos prolongados, incluso a niveles de tensión inferiores al límite elástico. Es un parámetro crítico para componentes bajo carga estática continua (por ejemplo, soportes, tornillos fundidos a presión, asientos de rosca permanentes).
Jerarquía de las aleaciones frente al creep
Los datos de zinc.org establecen la siguiente jerarquía de resistencia al creep: ZP8 ≈ ZP2 > ZP5 > ZP3. La ZP3 es, por tanto, la aleación con menor rendimiento bajo carga prolongada, y su elección para componentes bajo carga sostenida requiere especial cautela.
Regla práctica de extrapolación
Una regla operativa útil en fase de diseño: a falta de datos específicos de creep para la ZP5, es posible utilizar los datos de la ZP3 como referencia añadiendo 10 °C a la temperatura considerada. La ZP2 muestra un comportamiento prácticamente equivalente al de la ZP8.
Límites de ensayo y sensibilidad térmica
Los ensayos acelerados de creep en aleaciones zamak deben respetar dos restricciones: tensión aplicada inferior a 50 MPa y temperatura de ensayo inferior a 150 °C. Los valores nominales a 20 °C no son extrapolables a temperaturas de servicio superiores a 70–80 °C sin un cálculo de fluencia específico.
Ejemplo de aplicación
En una pieza en ZP3 con Rp0.2 = 220 MPa, la carga máxima admisible para ensayos acelerados de creep (límite 50 MPa) corresponde aproximadamente al 23% del límite elástico. Para aplicaciones de alta exigencia por encima de 80 °C, es preferible orientarse hacia la aleación ZP8 para aplicaciones de alta demanda.
Comparación con materiales alternativos: aluminio, latón, acero, tecnopolímeros
La elección del zamak como material de fundición a presión debe valorarse frente a las alternativas tecnológicamente comparables.
| Característica | Zamak (ZP5) | Aluminio fundido a presión | Latón mecanizado | Tecnopolímero (PA66-GF) |
|---|---|---|---|---|
| Densidad (kg/dm³) | 6,7 | ~2,7 | ~8,5 | ~1,4 |
| Rm típica (MPa) | ~330 | ~240 | ~400 | ~180 |
| Proceso | Cámara caliente | Cámara fría | Mecanizado | Inyección de plástico |
| Productividad | Hasta 1000 inyec./h | ~200–400 inyec./h | Baja, sustractiva | Elevada |
| Detalle geométrico | Excelente | Bueno | Limitado | Excelente |
| Acabado galvánico | Sí (Cu-Ni-Cr EN 12540) | Dificultoso | Sí | No |
| Apantallamiento EMI | Sí | Sí | Sí | No |
Analizamos en detalle las ventajas de la fundición a presión en zamak frente al aluminio: a igual geometría, el proceso en cámara caliente garantiza una productividad 2–3 veces superior, detalles geométricos más finos (paredes hasta 0,5 mm), roscas integradas y tolerancias dimensionales NADCA más estrechas.
Frente al latón mecanizado, el zamak elimina el desperdicio de material y permite formas complejas net-shape. Frente a los tecnopolímeros, ofrece mayor resistencia mecánica y térmica, apantallamiento electromagnético y — sobre todo — la posibilidad de aplicar acabados galvánicos Cu-Ni-Cr decorativos y protectores según EN 12540:2000.
Guía de selección de la aleación zamak según la aplicación
La elección racional de la aleación zamak parte siempre de los requisitos funcionales del componente: nivel de solicitación, temperatura de servicio, exigencias de estabilidad dimensional, presencia de rozamiento o impacto.
Resumen operativo de las cuatro aleaciones
- ZP5 (Zamak 5): elección estándar europea para la mayoría de las aplicaciones mecánicas generales. Buen equilibrio entre resistencia, dureza y ductilidad; ideal para cerraduras y componentes de seguridad.
- ZP3 (Zamak 3): máxima estabilidad dimensional a largo plazo, máxima ductilidad, excelente aptitud para el acabado galvánico. Indicada para componentes de precisión y piezas estéticas.
- ZP2 (Zamak 2): máxima dureza y resistencia al creep; atención a la reducción inicial del alargamiento por envejecimiento. Adecuada para componentes bajo carga estática prolongada.
- ZP8: alternativa de alta exigencia con resistencia mecánica y al creep comparable a la ZP2, pero con mejor mantenimiento del alargamiento a lo largo del tiempo.
Diagrama de decisión
flowchart TD
A[Requisito principal del componente] --> B{¿Carga estática prolongada
o T > 80 °C?}
B -- Sí --> C{¿Necesidad de ductilidad
en el ensamblaje?}
C -- Sí --> D[ZP8]
C -- No --> E[ZP2]
B -- No --> F{¿Estabilidad dimensional
de precisión crítica?}
F -- Sí --> G[ZP3]
F -- No --> H{¿Aplicación mecánica
general?}
H -- Sí --> I[ZP5 - estándar europeo]
H -- No --> J{¿Rozamiento /
desgaste elevado?}
J -- Sí --> E
J -- No --> IEl soporte técnico de Micrometal
La selección óptima de la aleación rara vez es unívoca: con frecuencia, el equilibrio entre resistencia, coste, acabado superficial y estabilidad dimensional requiere un diálogo técnico con el fundidor ya en fase de desarrollo del producto. El servicio de codiseño e ingeniería de piezas fundidas a presión de Micrometal acompaña al proyectista desde la validación del material hasta la puesta a punto de los acabados (incluida la subcapa de cobre undercoat de 2–5 μm seguida de cobre ácido y níquel, obligatoria antes del cromado para evitar el ataque del níquel sobre el zinc, según los estándares NADCA y zinc.org).
Treinta años de experiencia en fundición a presión en cámara caliente con las cuatro aleaciones EN 12844, un parque completo de prensas de 20 a 90 toneladas y un sistema de calidad ISO 9001 desde 1991 hacen de Micrometal un interlocutor técnico sólido para la especificación de propiedades mecánicas en fase de diseño. Para evaluaciones concretas sobre su componente, es posible solicitar una consulta técnica directamente a nuestro departamento técnico.