紧固件机械性能 自钻自攻螺钉 GB /T 3098.11 - 2002

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  技术要求

  
  

  3 技术要求

  3.1 材料

      自钻自攻螺钉应使用渗碳钢或热处理钢制造。

  3.2 金相性能

  3.2.1 表面硬度

      热处理后自钻自攻螺钉的表面硬度应≥530HV0.3。

  3.2.2 芯部硬度

      热处理后的芯部硬度为：

      ——320HV5～400HV5 用于螺纹规格≤ST4.2；

      ——320HV10～400HV10 用于螺纹规格＞ST4.2。

      推荐的最低回火温度为330℃。

      应避免275～315℃的回火温度范围，以便将回火马氏体脆断风险减少到最低程度。

  3.2.3 渗碳层深度

      渗碳层深度应符合表1给出的数值。

  表1 渗碳层深度

  螺纹规格	渗碳层深度
  	min	max
  ST2.9和ST3.5	0.05	0.18
  ST4.2～ST5.5	0.10	0.23
  ST6.3	0.15	0.28

  3.2.4 显微组织

      在热处理后自钻自攻螺钉的显微组织中，表面硬化层和芯部之间不应出现带状铁素体。

  3.2.5 氢脆

      电镀自钻自攻螺钉存在因氢脆而断裂的危险。因此，应由制造者和（或）电镀者采取措施，包括按GB/T 3098.17 进行试验检查，以控制该危险的发生。

      GB/T5267.1中有关电镀紧固件消除氢脆的测量要求，也应予以考虑。

  3.3 机械性能

  3.3.1 钻孔性能

      螺钉钻削部分应能在4.2.1规定的试验条件下，钻出为挤压与螺钉配合的内螺纹所需要的预制孔。

  3.3.2 螺纹成型性能

      在按3.3.1钻出的预制孔中，自钻自攻螺钉应能挤压出与其配合的内螺纹，并在拧入4.2.1.1规定的试验板时，螺钉螺纹无变形。

  3.3.3 扭转强度

      按4.2.3规定的试验方法对自钻自攻螺钉进行试验时，其扭转强度应能保证螺钉的破坏扭矩值等于或大于表4的规定。

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  试验方法、扭矩扳手

  
  

  4 试验方法

  4.1 金相性能试验

  4.1.1 表面硬度试验

      表面硬度试验按GB/T 4340.1规定。压痕尽可能在平面部分，并优先在螺钉头部。

  4.1.2 芯部硬度试验

      芯部硬度试验按GB/T 4340.1规定，并应在横向显微截面上进行。

  4.1.3 渗碳层深度测定

      表面渗碳层深度应采用显微镜在纵向显微截面上，牙顶与牙底中间部分的牙侧处进行，或对≤ ST4.2的螺钉在螺纹牙底处进行测定。

      仲裁试验，应在金相试件的螺纹轮廓上用试验力为300 g的显微维氏硬度进行。渗碳层深度应自超过芯部实际硬度30HV的点起计算。

  4.1.4 显微组织试验

      显微组织试验应按相应金相检验标准进行。

  4.2 机械性能试验

  4.2.1 钻孔和攻丝试验

  4.2.1.1 试验装置

      图1 为试验装置示例。

      试验板应由含碳量≤0.23%的低碳钢制成，其硬度为110HV30～165HV30（按GB/T4340.1测定）。试验板的厚度应符合表2规定。

  

  1—试验板

  图1 钻孔和攻丝试验装置

  表2 钻孔和攻丝试验数据

  螺纹规格	试验板厚度1）/mm	轴向力/N	拧入时间/S max	载荷下螺钉转速/mm -1
  ST2.9	0.7+0.7=1.4	150	3	1800～2500
  ST3.5	1+1=2	150	4	1800～2500
  ST4.2	1.5+1.5=3	250	5	1800～2500
  ST4.8	2+2=4	250	7	1800～2500
  ST5.5	2+3=5	350	11	1000～1800
  ST6.3	2+3=5	350	13	1000～1800
  1) 试验板厚度可以由两块钢板组成。这些数值仅适用于验收检查。

  4.2.1.2试验程序

      将有镀层或无镀层的（按使用要求）螺钉试件拧入试验板，直至有一扣完整螺纹穿过试验板。

      表2规定的轴向力和螺钉转速适用于钻孔和攻丝过程。

  4.2.2 钻孔检验

      需经双方协议，可进行钻孔检验。为此，所使用的试验板应符合4.2.1.1的要求，其厚度应符合表3规定。试验板上钻孔的部分，应先冲出定位点。钻透试验板后，钻孔的最大尺寸应不超出表3规定的极限。

      图2的试验夹具是对图1试验装置的补充。套简内径应比螺纹大径约加大0. 25 mm。套筒长度的选择应使钻头部分能伸出套筒。

      表2规定的轴向力也可用于指导安装自钻自攻螺钉。如果超过这些数值，该钻头部分可能因断裂或过烧产生局部损坏。

  

  1—套筒；2—试验板；3—钻孔

  图2 钻孔试验夹具

  表3 钻孔试验数据

  螺纹规格	板的厚度	孔径
  		min	max
  ST2.9	1	2.2	2.5
  ST3.5	1	2.7	3.0
  ST4.2	2	3.2	3.6
  ST4.8	2	3.7	4.2
  ST5.5	2	4.2	4.8
  ST6.3	2	4.8	5.4

  4.2.3 扭矩试验

      螺钉试件应夹紧在与螺钉螺纹相匹配的螺纹开合模或其他装置内，螺钉夹紧部分不应损伤。

      图3为试验装置示例。夹紧后，至少有两扣完整螺纹伸出夹紧装置，除螺钉钻头部分外至少有两扣完整螺纹牢固地夹紧在开合模内。在螺钉短规格的情况下，应牢固地夹紧整个螺纹，但螺钉头部不应承受夹紧力。

      用经标定的扭矩—测量装置，对螺钉施加扭矩直至断裂。螺钉应符合表4规定的破坏扭矩。

  

  1—带自攻螺纹的盲孔开合模

  图3扭矩试验装置

  表4 破坏扭矩

  螺纹规格	破坏扭矩 min
  ST2.9	1.5
  ST3.5	2.8
  ST4.2	4.7
  ST4.8	6.9
  ST5.5	10.4
  ST6.3	16.9

  5 扭矩扳手

      用于扭矩试验的扭力扳手，测量误差应在规定扭矩值的±3%以内。也可使用能显示扭矩且精度相当的动力装置。

      仲裁试验时应使用手动扭力扳手。