Zinc propiedades generales

El zinc y sus aleaciones representan una de las opciones más versátiles en la fundición a presión, combinando una excelente colabilidad con una densidad elevada que otorga a las piezas una solidez y durabilidad superiores a las de muchos plásticos de ingeniería. Una pieza típica de la aleación ZP5 (ZP0410) exhibe una densidad de 6,7 g/cm³ / 0,242 lb/in³ y ofrece un equilibrio óptimo entre resistencia mecánica y capacidad para recibir acabados superficiales de alta calidad, como cromados o pinturas, lo que la convierte en un estándar industrial para la producción de componentes de precisión en grandes volúmenes.

Composición química

La composición química de la aleación de zinc ZP5 (ZP0410) está cuidadosamente controlada para optimizar su fluidez durante la inyección y sus propiedades finales. El aluminio es el principal elemento de aleación, mejorando la resistencia y la dureza, mientras que el cobre contribuye a un aumento adicional de las propiedades mecánicas. El contenido preciso de impurezas como plomo, cadmio y estaño se mantiene en niveles traza para prevenir la corrosión intergranular.

Elemento	Contenido (%)
Zinc (Zn)	Resto / Remainder
Aluminio (Al)	3,7 – 4,3
Cobre (Cu)	0,7 – 1,2
Magnesio (Mg)	0,025 – 0,06
Hierro (Fe)	0,05 máx.
Silicio (Si)	0,03 máx.
Níquel (Ni)	0,02 máx.
Plomo (Pb)	0,005 máx.
Cadmio (Cd)	0,005 máx.
Estaño (Sn)	0,002 máx.

Propiedades mecánicas (estado colado)

Las propiedades mecánicas que se presentan a continuación corresponden a la aleación ZP5 en bruto de colada, el estado de suministro más habitual para piezas producidas por fundición a presión en cámara caliente.

Propiedad	Valor
Resistencia a la tracción (Rm)	330 MPa / 47,9 ksi
Límite elástico 0,2 % (Rp0.2)	250 MPa / 36,3 ksi
Alargamiento a la rotura (A)	5 % en 50 mm
Módulo de elasticidad (E)	85 GPa / 12,3 x 10³ ksi
Dureza Brinell (HB)	92 HB
Energía de impacto (KV) a +20 °C	58 J / 42,8 ft·lbf
Coeficiente de Poisson	0,29

Propiedades físicas y térmicas

Estas propiedades definen el comportamiento del material durante el proceso de fundición y su respuesta a las condiciones de servicio.

Propiedad	Valor
Densidad	6,6 – 6,7 g/cm³ / 0,238 – 0,242 lb/in³
Rango de temperatura de fusión	379 – 388 °C / 714 – 730 °F
Conductividad térmica	~113 W/m·K / 65 BTU·ft/(h·ft²·°F)
Calor específico	~0,42 J/g·°C / 0,10 BTU/lb·°F

Aplicaciones por industria

Gracias a su excepcional fluidez en estado fundido, la aleación ZP5 permite la producción económica de geometrías complejas y de pared delgada con tolerancias dimensionales precisas, eliminando a menudo operaciones de mecanizado. Su capacidad para ser cromada, pintada o lacada la hace idónea para piezas visibles que requieren un alto valor estético. Las aplicaciones se segmentan de la siguiente manera:

Industria	Aplicaciones comunes
Automoción y transporte	Componentes de sistemas de cierre, carcasas de espejos retrovisores, piezas de intermitentes e instrumental interior, emblemas y molduras.
Ferretería y construcción	Manijas de puertas y ventanas, cerraduras, bisagras, accesorios para baños y muebles, y elementos de fijación decorativos.
Electrónica y equipos de oficina	Carcasas para dispositivos electrónicos, marcos y chasis de precisión, componentes de proyectores, grampas de grapadoras y partes de máquinas de oficina.
Bienes de consumo	Cremalleras, hebillas, carcasas de herramientas eléctricas portátiles, juguetes troquelados y elementos decorativos de moda.
Decoración y premios	Insignias, trofeos, placas conmemorativas y bisutería diversa, aprovechando su excelente aceptación de recubrimientos galvánicos.

Comparativa con otros materiales de fundición

Frente a otras aleaciones de fundición comunes, el zinc ofrece ventajas específicas en colabilidad, precisión y economía para piezas pequeñas y medianas. La siguiente tabla resume las diferencias clave con el aluminio, el magnesio y el latón.

Parámetro	Aleación de Zinc (ZP5)	Aleación de Aluminio (A380)	Aleación de Magnesio (AZ91D)	Latón (C85600)
Densidad	6,6 – 6,7 g/cm³ / 0,238 – 0,242 lb/in³	2,7 g/cm³ / 0,098 lb/in³	1,8 g/cm³ / 0,065 lb/in³	8,5 g/cm³ / 0,307 lb/in³
Rango de fusión	379 – 388 °C / 714 – 730 °F	565 – 650 °C / 1050 – 1200 °F	470 – 600 °C / 878 – 1112 °F	900 – 1000 °C / 1650 – 1830 °F
Espesor mínimo de pared	0.25 mm / 0.010 in	2.0 mm / 0.080 in	2.0 mm / 0.080 in	1.5 mm / 0.060 in
Vida útil típica del molde	Excelente (>500.000 disparos)	Buena (~200.000 disparos)	Equivalente al aluminio	Pobre (~20.000 disparos)
Precisión dimensional	Muy alta	Alta	Alta	Media
Principio fundamental de dureza	Excelente colabilidad y capacidad de acabado superficial	Ligereza y buena resistencia a temperatura	Mejor relación resistencia-peso	Altísima resistencia al desgaste

Preguntas frecuentes (FAQ)

¿Cuál es la designación completa y las normas que cubren la aleación ZP5?

La aleación ZP5, también identificada con el número ZP0410, está normalizada bajo la designación EN 12844. En el sistema UNS se conoce como Z35531 y bajo las normas ASTM B240/B669 se designa como AG41A.

¿Es adecuada la aleación de zinc ZP5 para aplicaciones en exteriores?

Sí, la aleación ZP5 ofrece un buen desempeño en exteriores si se aplica un tratamiento superficial adecuado. Si bien el zinc por sí solo tiene una buena resistencia a la corrosión atmosférica, a menudo se croma o pinta para proteger el material base y preservar el acabado estético deseado.

¿Qué proceso de fundición se utiliza para la ZP5?

La ZP5 es una aleación diseñada para fundición a presión en cámara caliente. Este proceso es el más común para el zinc debido a su temperatura de fusión relativamente baja (379 – 388 °C), lo que permite una inyección rápida y un excelente llenado del molde sin degradar la maquinaria con tanta rapidez como lo harían aleaciones de aluminio o latón.

¿Se puede soldar una pieza de fundición de zinc ZP5?

Las piezas de fundición de zinc no suelen soldarse mediante métodos convencionales debido a su bajo punto de fusión y alta fluidez, que tienden a causar colapsos o porosidades en la zona de soldadura. Para reparaciones estéticas se emplean generalmente soldaduras de estaño o resinas especializadas, y para funciones estructurales se prefieren las fijaciones mecánicas.

¿Por qué es crítica la limitación de impurezas como el plomo y el cadmio?

El control estricto de plomo (0,005 % máx.), cadmio (0,005 % máx.) y estaño (0,002 % máx.) es fundamental para prevenir la corrosión intergranular. Concentraciones superiores a los límites especificados pueden provocar la expansión y fragilización de la pieza con el tiempo, especialmente en ambientes cálidos y húmedos.

¿Cómo se compara el coste de una pieza de zinc con una equivalente de aluminio o plástico?

Para producciones de gran volumen y piezas pequeñas, el zinc es a menudo más económico. Aunque el coste por peso del material puede ser superior al del aluminio o un plástico de ingeniería, el zinc permite ciclos de inyección más rápidos, moldes de mayor duración, y la eliminación de operaciones secundarias como el mecanizado, lo que reduce significativamente el coste total por pieza terminada.

Fuentes consultadas

• azom.com: https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=9562
• engineeringtoolbox.com: https://www.engineeringtoolbox.com/metal-alloys-densities-d_50.html
• steelnumber.com: https://www.steelnumber.com/en/steel_alloy_composition_eu.php?name_id=1475