Q/ZN 15-2020 铸造铝合金汽车车轮
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- 类 别：企业标准
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资料介绍
《Q/ZN 15-2020 铸造铝合金汽车车轮》企业标准主要内容的详细总结：
核心对象： 售后市场的金属型低压铸造或重力铸造生产的整体式或组合式铸造铝合金汽车车轮。
主要技术要求：
-
一般要求：
- 需符合本标准、经批准的图样及技术文件制造。
- 图样与标准冲突时，以图样为准。
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化学成分 (5.2)：
- 材料为 A356.0 (AlSi7Mg)。
- 主要元素 (Si, Mg, Ti, Sr) 含量范围有明确规定 (如 Si: 6.5-7.5%)。
- 杂质元素 (Fe, Cu, Zn, Mn, Ni, Sn, Ca, Pb, P) 含量有严格上限 (如 Fe ≤ 0.18%)。
- 车轮材料及涂层需符合 GB/T 30512-2014 (汽车禁用物质要求)。
- 材料需经过变质处理。
-
内部质量 (X-射线) (5.3)：
- 按 ASTM E 155-2010 标准进行缺陷评级。
- 不同部位 (中间毂部、辐条部、轮辋部) 对各种铸造缺陷 (气孔、针孔、缩孔、缩松、夹杂物) 的合格和废品级别有具体规定 (见表2)。
- 绝对禁止缺陷： 裂纹和冷隔在任何部位都不允许存在。
- 辐条与轮辋交界厚大部位要求更宽松 (≤6级)。
-
显微组织 (金相) (5.4)：
- 要求为锶变质正常组织。
- α固溶体呈树枝状，共晶硅呈细小颗粒状或蠕虫状，允许少量短杆状或片状。
- α固溶体与共晶硅需均匀分布。
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力学性能 (机械性能) (5.5)：
- 拉伸性能：
- 轮缘部位取样：抗拉强度 ≥ 220 MPa， 屈服强度 ≥ 140 MPa， 断后伸长率 ≥ 7.0%。
- 重力铸造中心浇注的车轮，靠近冒口部位伸长率允许 ≥ 4%。
- 非轮缘部位按图样或文件规定。
- 测试方法：GB/T 228.1，取三件平均值，允许一件低于规定值但不低于90%。
- 布氏硬度：
- 任何部位取样：布氏硬度 (HBW 5/250/30) 应在 70-105 范围内。
- 测试方法：GB/T 231.1。
- 拉伸性能：
-
尺寸和公差 (5.6)：
- 轮辋轮廓、尺寸、标定直径、检验周长：符合 GB/T 3487-2015。
- 气门嘴孔轮辋厚度：推荐 3.5~4.0mm (符合 GB/T 3487)。
- 安装面平面度：≤ 0.10mm (中心下凹)。
- 螺栓孔位置度 (以中心孔为基准)：≤ 0.25mm。
- 偏距公差：±1mm。
- 未注公差：铸造按 GB/T 6414-2017 DCTG8；机加按 GB/T 1804-2000 m级。
- 跳动公差 (见表4)：对轮辋胎圈座径向跳动和轮缘端面跳动有明确规定，公差值随轮辋直径增大而增大，且组合式车轮要求比整体式宽松。
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平衡性 (5.7)：
- 需符合 QC/T 242-2014。
- 乘用车静不平衡 (带气门嘴 TR413)： 规定了不同轮辋直径下的最大允许静不平衡量 (g.cm)，涂装和电镀车轮要求不同 (见表5)。
- 商用车静不平衡： 按 QC/T 242-2014。
- 动平衡检测模式： 定义了三种模式及其适用场景 (Normal, Alu3P, Alu2P)，并配有图示 (图3-5)。
- 动不平衡要求 (带气门嘴 TR413)：
- 按检测模式 (Normal, Alu3P/Alu2P) 和轮辋直径规定了各测量面 (如 A, E 或 A/B, C) 的最大允许不平衡量 (g) 以及两个面的总值 (见表6-7)。
- 强调单个测量面和总值都必须满足要求。
- 检测时需安装气门嘴或等效替代物。
- 客户要求优先。
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气密性 (密封性) (5.8)：
- 试验方法按 QC/T 241-2011。
- 水检： 0.4MPa 压力，保压 30s，无漏气。
- 氦检： 氦气浓度 8%~12%，压力 ≥0.2MPa，保压 ≥3s，临界泄漏率 ≤1.0×10⁻⁸ Pa·m³/s。压缩空气源压力 0.5~0.8MPa。
- 二选一： 只进行其中一种试验即可。
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外观质量 (5.9)：
- 安全关键缺陷禁止： 任何可能影响安全的缺陷 (裂纹、气孔、缩松、冷隔、划伤) 及可能损坏轮胎/气门嘴功能的缺陷绝对不允许。
- 涂装： 漆膜光滑平整，主要表面无结疤、麻点、皱皮、气泡、漏涂、脱落、夹渣、污浊等明显缺陷，颜色均匀无花斑。
- 电镀： 主要表面无鼓泡、孔隙、粗糙、裂纹、漏镀、花斑或变色；非主要表面缺陷程度由供需双方商定。
- 一般要求： 主要表面无明显划伤/划痕；标志清晰牢固；安装盘、螺母座、中心孔不得有油漆。
- 区域划分及缺陷限度 (表8)：
- 定义了A区 (轮圈正面直接可见区域)、B区 (可间接视区域，如掏料、轮缘、孔等)、C区 (轮圈内部、轮辋)。
- 针对不同区域，规定了各种铸造、机加、涂装缺陷 (如漆泡、凹坑、缺肉、凸起等) 的最大可接受尺寸。例如A区凹坑≤1.5mm，C区允许4mm的缺肉或凸起。流挂、由模具破损造成的凹凸不平在A/B区绝对禁止。
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表面涂(镀)层性能 (5.10)：
- 涂装层性能 (表8)： 规定了详细的涂层性能要求和对应的试验标准：
- 膜厚：车亮面≥20μm，非车亮面≥60μm。
- 硬度：铅笔硬度≥1H。
- 划格附着力：1级。
- 耐湿热性 (120h)：无起泡、锈蚀、开裂，附着力≤1级。
- 耐中性盐雾性：全涂装720h / 涂装车亮面480h，无起泡、锈蚀，边缘腐蚀≤1级，附着力≤1级，划线腐蚀蔓延≤3mm (单边)。
- CASS试验 (96h)：要求同上。
- 耐水性 (120h)：无明显劣化，附着力不低于1级。
- 耐酸性 (0.1N H₂SO₄, 24h) / 耐碱性 (0.1N NaOH, 24h)：无起泡破裂脱落发粘，允许变软但能恢复。
- 耐汽油性 (24h)：无软化、发白、变色、失光、起泡、开裂、脱落。
- 电镀层性能 (表9)：
- 结合力：各层间及与基体间无剥离、起皮、起皱。
- CASS试验 (48h)：无裂纹、气泡、失去铬化光泽；评级达到特定级别 (10/10G, 9vsE, 10A级以上)。
- 客户要求优先： 客户有特殊要求时按客户标准。
- 涂装层性能 (表8)： 规定了详细的涂层性能要求和对应的试验标准：
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强度试验 (5.11)：
- 乘用车车轮：
- 动态弯曲疲劳 (GB/T 5334-2005)： 失效判据：可见疲劳裂纹；螺母扭矩低于初始70%；偏移量超初始20%无法完成循环。
- 动态径向疲劳 (GB/T 5334-2005)： 失效判据同上，增加轮辋漏气。
- 径向 (13°) 冲击 (GB/T 15704-2012)： 失效判据：中心截面穿透裂纹；中心部与轮辋分离；1min内轮胎气压漏尽 (与冲头接触的轮辋部位断裂/变形除外)。
- 商用车车轮：
- 动态弯曲疲劳 (GB/T 5909-2009)： 失效判据同乘用车弯曲疲劳，偏移量超限为15%。
- 动态径向疲劳 (GB/T 5909-2009)： 失效判据同乘用车径向疲劳，偏移量超限为15%。
- 径向 (30°) 冲击 (JIS D4103-2015)： 失效判据：产生裂纹 (需探伤确认)；空气急剧泄露 (30秒内压降≥50%或漏尽)。锤体直接接触造成的损伤/变形不作为判据。
- 通用要求： 每个试验车轮仅用于一项强度试验。
- 乘用车车轮：
试验方法 (第6章)：
* 详细规定了第5章所有要求项目的具体试验方法、依据的标准 (如化学成分用 GB/T 7999, X射线用 ASTM E 94 和 E 155, 力学性能用 GB/T 228.1 和 GB/T 231.1, 平衡性用 QC/T 242-2014, 涂层性能各项试验分别对应 GB/T 标准等)。
* 特别是详细描述了耐汽油性试验的具体操作步骤 (浸汽油法)。
检验规则 (第7章)：
* 取样要求： 明确了不同检验项目 (化学、内部、力学、尺寸、平衡、气密、外观、涂层、强度) 的样品状态 (如铸态、机加后、涂装后、成品等)。
* 型式试验：
* 触发条件： 首次生产/转产鉴定；结构/材料/工艺重大变更；连续生产每年至少1次 (年产量≥10,000件则每年2次)；停产一年后复产。
* 项目与频次 (表10)： 详细列出了型式试验和出厂抽检的项目、对应的要求条款、试验方法、型式试验样品数量、出厂抽检频次以及年度可靠性试验检测频次。例如：
* 化学、显微组织、力学性能：型式试验1件，每年可靠性1次。
* 内部质量 (X光)：100% (型式试验)，每年可靠性1次。
* 尺寸、平衡性、外观：型式试验1件，出厂每批1件。
* 气密性：100% (型式试验)。
* 涂层/镀层性能 (各项)：型式试验1件，每年可靠性1次 (部分项目出厂每批1件，如膜厚、硬度)。
* 强度试验：冲击试验2件，弯曲和径向疲劳各1件 (型式试验)，每年可靠性1次。
* 结果判定与复检： 若项目不合格 (标识除外)，双倍复检该项目。复检仍不合格则型式试验不合格。标识不合格直接判定不合格且不可复检。
标识 (第8章)：
* 产品标识 (永久性)： 在装胎后易见且不影响强度的位置，需包含：标准轮辋代号及偏距；零件号/代码；最大设计载荷；生产日期；生产厂名/商标/代号。
* 包装标志： 外包装需有包含以下信息的标签/印记：颜色、轮型、轮辋规格、偏距、中心孔、螺栓孔规格 (PCD)、生产厂信息 (中英文名称、地址、电话、传真)、客户要求内容。包装储运图示符合 GB/T 191。
包装、运输和贮存 (第9章)：
* 包装： 需有防止车轮间或车轮与包装间碰撞、擦花的防护/缓冲物。
* 运输： 防止淋雨、受潮、摔抛、剧烈碰撞。
* 贮存： 符合 QC/T 238-1997 (汽车零部件储存保管) 规定。
前言 (重要说明)：
* 起草依据：GB/T 1.1-2009。
* 提出与起草单位：中南铝车轮制造(佛山)有限公司。
* 主要起草人名单。
* 首次发布日期：2020年3月23日。
* 实施日期：2020年4月1日。
范围 (第1章)：
* 明确标准规定了车轮的定义、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、贮存和运输。
* 适用范围：售后市场，金属型低压或重力铸造的整体式或组合式铸造铝合金汽车车轮。
规范性引用文件 (第2章) & 术语和定义 (第3章)：
* 列出了所有引用的国家标准 (GB/T, GB, QC/T)、行业标准 (JB/T) 和国外标准 (ASTM, JIS)。
* 定义了关键术语：铸造铝合金汽车车轮、整体式、组合式、外观面、显微组织 (金相组织)、力学性能 (机械性能)，并提供了主要车轮部位示意图 (图1-2)。
分类 (第4章)：
* 按结构分为整体式铝合金车轮和组合式铝合金车轮。
总结：
该企业标准 (Q/ZN 15-2020) 由中南铝车轮制造(佛山)有限公司制定，对该公司生产的售后市场铸造铝合金汽车车轮 (整体式或组合式) 的材料、制造工艺、质量控制、性能测试、检验规则、标识、包装储运等全过程提出了详细、严格且可操作的技术要求和规范。它涵盖了从原材料 (化学成分、金相组织) 到生产过程控制 (X射线探伤、尺寸公差、平衡性) 再到最终产品性能 (力学性能、涂层/镀层性能、强度) 以及包装标识的全方位要求，并明确了具体的试验方法和检验规则，是保证产品质量的重要依据。标准特别强调了安全性 (如内部质量禁止裂纹、冷隔；强度试验要求)、外观质量 (分区缺陷控制) 以及符合国家环保法规 (禁用物质)。
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