Materiales de aleación de zinc: Desglose completo de composición, procesos y usos

Aleaciones a base de zinc son principalmente de zinc, la adición de aluminio, cobre, magnesio y otros elementos, con un punto de fusión bajo, fácil procesamiento, ligero, resistente a la corrosión, platable y otras características, ampliamente utilizado en la automoción, electrónica, hardware industrial y campos aeroespaciales, Zamak / ZA sistema para satisfacer las necesidades diversificadas de la selección de los requisitos de rendimiento, proceso y resistencia a la corrosión debe ser tenido en cuenta.

Índice

Composición y clasificación de las aleaciones de zinc

Elementos básicos y función

Elemento	Contenidos comunes	Papel principal
Aluminio (Al)	3%-27%	Mejorar la resistencia, la dureza y la resistencia al calor, mejorar la fluidez.
Cobre (Cu)	0.5%-3%	Aumenta la solidez y la resistencia al desgaste, pero el alto contenido de cobre reduce la ductilidad.
Magnesio (Mg)	0.02%-0.06%	Refuerzo de las trazas, refinamiento del grano, mejora del rendimiento general
Níquel (Ni)	0.06%-0.10%	Mayor resistencia a la corrosión y estabilidad a altas temperaturas (principalmente en Zamak 7)
Estaño (Sn), hierro (Fe), manganeso (Mn)	Rastrear	Ajuste de la colabilidad para controlar la influencia de las impurezas

Comparación de series típicas de aleaciones de zinc

Serie	Grado representativo	Composición principal (%)	Características
Zamak	Zamak 3	Zn-4Al-<0,05Mg	El mejor rendimiento general, el más utilizado
	Zamak 5	Zn-4Al-1Cu-<0,05Mg	Mayor resistencia y dureza que Zamak 3
	Zamak 2	Zn-4Al-3Cu-<0,05Mg	Mayor fuerza y resistencia al desgaste, pero menor ductilidad.
	Zamak 7	Zn-4Al-0.06Ni-<0.03Mg	Mayor pureza y mejor resistencia a la corrosión.
Serie ZA	ZA-8	Zn-8Al-pequeña cantidad de Cu, Mg	Fundición a presión de alta resistencia, buena tenacidad
	ZA-12	Zn-12Al-pequeña cantidad de Cu, Mg	Adecuado para piezas de fundición de alta resistencia, propiedades mecánicas mejoradas.
	ZA-27	Zn-27Al-pequeña cantidad de Cu, Mg	Resistencia extremadamente alta, pero maquinabilidad ligeramente deficiente

Sistema internacional de nomenclatura normalizada para las aleaciones de zinc

País/Región	Nº estándar	Ejemplo de denominación	Descripción del nombre
EE.UU.	ASTM B86, B240	ZP3, ZP5	Numerados según sus principales componentes y propiedades.
Europa	EN 1774, EN 12844	ZL0430	Z = zinc, L = fundición a presión, 04 = contenido de aluminio de 4%, 30 = contenido de cobre de 3,0%.
China	GB 8738-88	ZnAl4Cu1	Identificación por elemento y contenido
Japón	JIS H2201, H5301	ZDC2, ZDC3	Sistema de clasificación tipo Zamak

Propiedades físicas y químicas de las aleaciones de zinc

Propiedades mecánicas

Resistencia a la tracción: 200-440 MPa (superior a la mayoría de los plásticos)
Dureza: 80-120 HB (puede mejorarse mediante tratamiento térmico)
Elongación: 10-25% (apto para moldeo complejo)

Propiedades térmicas

Punto de fusión: 380-420°C (50% más bajo que el aluminio)
Coeficiente de dilatación térmica: 27,4 x 10-⁶/°C (espacio libre de diseño a tener en cuenta)
Conductividad térmica: 110 W/m-K (mejor que el acero inoxidable)

Propiedades eléctricas y magnéticas

Conductividad eléctrica: 28% IACS (28% de cobre puro)
Conductividad magnética: no magnética (apta para equipos electrónicos)

Tecnología de procesamiento de aleaciones de zinc

Tecnología de fundición a presión

Control de temperatura: 410-430°C para zinc líquido fundido
Parámetros de presión: 400-1000 bar (ajustados según la complejidad de la pieza)
Diseño del molde: inclinación de embutición ≥ 1°, espesor de pared 1,5-5 mm.

Extrusión y laminado

Aleaciones aplicables: ZA27 (alto contenido en aluminio)
Limitaciones de procesamiento: velocidad de deformación ≤80% para evitar el agrietamiento.

Mecanizado

Velocidad de corte: 60-150 m/min recomendada
Selección de la herramienta: metal duro o diamantada

Tratamiento de superficies y programa anticorrosión

Comparación de los procesos más utilizados

Proceso	Coste	Tiempo de resistencia a la niebla salina	Escenarios aplicables
Cromado	Alta	500 horas	Herrajes de baño de alta gama
Niquelado	Medio	300 horas	Conectores electrónicos
Fosfatado	Bajo	100 horas	Piezas estructurales internas

Estrategia anticorrosión

Entorno marino: elija la serie ZN + tratamiento de niquelado
Medio ácido: utilizar serie ZT + revestimiento epoxi
Entorno de alta temperatura: dar prioridad al tratamiento de anodizado

Guía de diseño y selección

Principios de diseño estructural

Espesor uniforme de la pared: evita la contracción (recomendado 2-4 mm)
Diseño de esquinas redondeadas: R≥0,5 mm para reducir la concentración de tensiones.

Equilibrio entre costes y prestaciones

Piezas de baja carga: Zamak 3 (15% reducción de costes)
Alta demanda de desgaste: elija ZC1 (contenido de cobre 1%)

Normas de ensayo de fiabilidad

Prueba de niebla salina: ASTM B117 (≥96 horas)
Prueba de impacto: ISO 148 (≥20 J a temperatura ambiente)

Aplicaciones típicas de la aleación de zinc

Industria del automóvil

Soportes del motor
Carcasas de sensores

Electricidad y electrónica

Disipador térmico de estación base 5G
Carcasa del puerto USB

Decoración de edificios

Bisagras de puertas y ventanas
Escultura al aire libre

Productos de consumo

Monturas de gafas
Tiradores para muebles

Accesorios para armarios

PREGUNTAS FRECUENTES

P: ¿Cuáles son los indicadores clave para la selección de materiales?

A:Dar prioridad a las propiedades mecánicas, teniendo en cuenta la movilidad y el control de costes.

P: ¿Cuáles son los parámetros mecánicos?

A:Comparación de las prestaciones de la aleación de alta resistencia Zamak 3 tipo básico frente a la serie ZA

P: ¿Cuáles son los puntos clave para un funcionamiento seguro?

R:Los productos acabados no son tóxicos, el procesamiento requiere protección contra el polvo y protección normalizada.

Conclusión

Las aleaciones a base de zinc tienen bajo punto de fusión, fácil procesamiento, resistencia a la corrosión y buenas propiedades mecánicas, adecuadas para la electrónica de automoción y otros campos, la serie Zamak/ZA cubre una amplia gama de necesidades, la selección de los requisitos de rendimiento, proceso y corrosión deben integrarse.