緊固件機(jī)械性能 自擠螺釘 GB /T 3098.7 - 2000

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  材料、機(jī)械性能

  
  

  3 材料
  
  自擠螺釘應(yīng)由滲碳鋼冷墩制造。表1給出的材料化學(xué)成分僅是指導(dǎo)性的。

  表1 化學(xué)成分

  分析	成分極限,%
  	碳	錳
  桶樣	0.15~0.25	0.70~1.65
  檢驗(yàn)	0.13~0.27	0.64~1.71
  注：如果通過添加鈦和（或）鋁使不起作用的硼受到控制，則硼含量可達(dá)到0.005%。

  4 機(jī)械和工作性能
  
  4.1 項(xiàng)目
  
  機(jī)械和工作性能項(xiàng)目及相應(yīng)的試驗(yàn)方法見表2。

  表2 機(jī)械和工作性能項(xiàng)目

  性能項(xiàng)目	技術(shù)要求（條或表）	試驗(yàn)方法（條）
  芯部硬度	4.3	5.1
  表面硬度	4.3	5.2
  滲碳層深度	4.4、表4	5.3
  破壞扭矩	4.5、表3	5.4
  頭部堅(jiān)固性	4.6	5.5
  擰入性能	4.7、表3	5.6
  抗氫脆性	4.8	5.7
  再回火后的芯部硬度	4.9	5.8
  破壞拉力載荷	4.10、表3	5.9

  4.2 熱處理
  
  螺釘成品應(yīng)進(jìn)行表面淬火和回火處理。最低回火溫度為340℃，并應(yīng)符合表3規(guī)定的各項(xiàng)機(jī)械和工作性能要求。

  表3 機(jī)械和工作性能要求

  螺紋公稱直徑 mm	破壞扭矩 Min N·m	擰入扭矩 Max N·m	破壞拉力載荷（參考） Min N
  2	0.5	0.3	1940
  2.5	1.2	0.6	3150
  3	2.1	1.1	4680
  3.5	3.4	1.7	6300
  4	4.9	2.5	8170
  5	10	5	13200
  6	17	8.5	18700
  8	42	21	34000
  10	85	43	53900
  12	150	75	78400

  4.3 硬度
  
  芯部硬度應(yīng)為290~370HV10，最低表面硬度為450HV0.3。
  
  4.4 表面滲碳層深度
  
  表面滲碳層深度應(yīng)符合表4 規(guī)定。

  表4 表面滲碳層深度

  螺紋公稱直徑	表面滲碳層深度
  	min	max
  2、2.5	0.04	0.12
  3、3.5	0.05	0.18
  4、5	0.10	0.25
  6、8	0.15	0.28
  10、12	0.15	0.32

  4.5 破壞扭矩
  
  按5.4條的規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，破壞扭矩應(yīng)符合表3規(guī)定。斷裂不應(yīng)發(fā)生在被夾緊的螺紋部分。
  
  4.6 頭部堅(jiān)固性
  
  按5.5條的規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)，當(dāng)螺釘頭下支承面產(chǎn)生永久變形并與垂直于螺釘軸線的平面之間的夾角達(dá)到7°時(shí)，頭、桿結(jié)合處不能出現(xiàn)裂縫。只要螺釘頭部沒有折斷，即使在第一扣螺紋處斷裂，試驗(yàn)仍應(yīng)判為合格。
  
  4.7 螺紋擠壓成形的能力
  
  用螺紋無永久變形（在10倍放大鏡下檢查）的螺釘，在5.6條規(guī)定的試驗(yàn)板上，應(yīng)能擠壓出與其匹配的內(nèi)螺紋。在擠壓螺紋的過程中，擰入扭矩應(yīng)不超過表3規(guī)定的擰入扭矩值。
  
  在試驗(yàn)板上由螺釘擠壓成形的內(nèi)螺紋，應(yīng)能擰入螺紋符合GB/T 197、公差帶為6h的外螺紋緊固件內(nèi)，并能承受GB/T 3098.2規(guī)定的性能等級為8級的保證載荷。
  
  4.8 抗氫脆性
  
  自擠螺釘，尤其是經(jīng)電鍍的自擠螺釘有氫脆斷裂的傾向，因此應(yīng)按GB/T 3078.17規(guī)定的檢查氫脆試驗(yàn)（平行支承面法），對工藝進(jìn)行審查，以保證與氫脆有關(guān)的工藝受到控制。一旦發(fā)現(xiàn)氫脆，則必須改進(jìn)工藝。
  
  電鍍后的螺釘應(yīng)按 GB/T 5267 的規(guī)定進(jìn)行驅(qū)氫。
  
  注：最好按ISO 10683的規(guī)定進(jìn)行非電解鋅粉覆蓋層。
  
  4.9 回火后的芯部硬度
  
  按5.8條所述方法，再回火后測出的芯部硬度降低值應(yīng)不超過20HV。
  
  4.10 破壞拉力載荷
  
  長度≥12 mm或≥3d 的螺釘，經(jīng)供需雙方協(xié)議可進(jìn)行拉力試驗(yàn)。
  
  注：表3給出的破壞拉力載荷僅供參考。

  
  
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  試驗(yàn)方法、扭矩扳手、標(biāo)志

  
  

  5 試驗(yàn)方法
  
  5.1 芯部硬度試驗(yàn)
  
  芯部硬度應(yīng)在螺釘橫截面的1/2半徑處測定。該截面應(yīng)遠(yuǎn)離末端并通過螺紋小徑。試驗(yàn)按GB/T 4340.1的規(guī)定進(jìn)行。
  
  5.2 表面硬度試驗(yàn)
  
  常規(guī)試驗(yàn)時(shí)，表面硬度可在螺釘?shù)哪┒?、桿部或頭部測定（只要表面滲碳層深度和螺釘?shù)膸缀涡螤钤试S），見圖1。試驗(yàn)方法按GB/T 4340.1規(guī)定。硬度試驗(yàn)應(yīng)在除去鍍層后進(jìn)行。
  
  仲裁試驗(yàn)時(shí)，對螺紋公稱直徑≥4mm的螺釘，應(yīng)使用維氏顯微硬度計(jì)（試驗(yàn)力HV0.1）。測量應(yīng)在縱向截面試樣的牙形輪廓上、距試樣邊緣距離至少0.05mm的部位上進(jìn)行。對螺紋公稱直徑＜4mm的螺釘，試驗(yàn)條件應(yīng)協(xié)商確定。

  

  圖1 表面硬度的測量部位

  5.3 表面滲碳層深度試驗(yàn)
  
  表面滲碳層深度是在垂直于表面的、從表面到某點(diǎn)的距離，該點(diǎn)的硬度為芯部實(shí)際硬度加上30HV0.3。
  
  仲裁試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)使用顯微硬度計(jì)，試驗(yàn)力為HV0.3，金相試樣的制備見圖2。
  
  

  

  1） 僅用于螺紋牙形非完全滲碳。

  圖2 表面滲碳層深度的測量部位

  5.4 破壞扭矩試驗(yàn)
  
  用適當(dāng)?shù)姆椒▽⒙葆斣嚰喂痰匮b到夾具中，見圖3。應(yīng)保證至少有兩扣完整螺紋夾緊在夾具內(nèi)，同時(shí)夾具外也至少留有兩扣完整螺紋。
  
  另外，用經(jīng)標(biāo)定的合適的測量裝置，對螺釘施加扭矩，直到螺釘破壞。記錄螺釘破壞時(shí)的扭矩值。該值應(yīng)符合表3的規(guī)定。

  

  1—開口模

  圖3 典型的扭矩試驗(yàn)裝置

  5.5 頭部堅(jiān)固性試驗(yàn)
  
  將螺釘試件插入楔墊（或其他合適的夾具）的孔中?？讖剑簩Α躆6的螺釘，孔徑為螺紋公稱直徑加上0.05 mm； 對＞M6~Ml2的螺釘，孔徑為螺紋公稱直徑加上0.1mm。對螺釘施加軸向壓力，直至頭部支承面與斜面（與螺釘軸線垂直面的夾角為7°）貼合，見圖4。
  
  本試驗(yàn)不適用于沉頭螺釘。
  
  注：通常，使用適當(dāng)?shù)氖皱N一次或多次擊打，達(dá)到7°永久變形。

  

  1—楔墊；2—壓力載荷

  圖4 頭部堅(jiān)固性試驗(yàn)

  5.6 擰入性能試驗(yàn)
  
  擰入性能試驗(yàn)可以顯示在鋼件中擠壓成形螺紋的能力。
  
  將螺釘試件擰入試板（尺寸見圖5），直至至少有一扣螺紋（螺釘末端除外）伸出試板。
  
  開始擠壓螺紋時(shí)，應(yīng)借助于軸向力：對≤M5的螺釘，最大軸向力Fmax= 50 N；對＞M5的螺釘，最大軸向力Fmax =100 N。
  
  仲裁試驗(yàn)時(shí)，扳擰速度應(yīng)不超過0.5s-1（30 r/min） 。
  
  試驗(yàn)過程中出現(xiàn)的最大扭矩就是“擰入扭矩”。
  
  為達(dá)到規(guī)定的擰入扭矩，可以增添潤滑劑。
  
  試板應(yīng)由低碳軋制鋼板制成，硬度為140~180HV30。試板厚度應(yīng)等于螺釘?shù)穆菁y公稱直徑，孔徑按表5規(guī)定。

  表5 試板的厚度和孔徑

  螺紋公稱直徑		2	2.5	3	3.5	4	5	6	8	10	12
  厚度		2	2.5	3	3.5	4	5	6	8	10	12
  孔徑	max	1.825	2.275	2.775	3.18	3.68	4.53	5.43	7.336	9.236	11.143
  	min	1.800	2.250	2.750	3.15	3.65	4.50	5.40	7.300	9.200	11.100
  注：試板的厚度公差應(yīng)符合GB/T 709（軋制鋼板）的規(guī)定。

  5.7 抗氫脆性試驗(yàn)
  
  抗氫脆性試驗(yàn)見GB/T 3098.17。
  
  5.8 再回火試驗(yàn)
  
  再回火試驗(yàn)（溫度330℃ ，保溫1h）前后，同一螺釘芯部三點(diǎn)硬度的平均值之差不應(yīng)大于20HV。
  
  本試驗(yàn)不是必須進(jìn)行的，僅適用于有爭議時(shí)的仲裁試驗(yàn)。
  
  5.9 拉力試驗(yàn)
  
  將螺釘試件裝到拉力試驗(yàn)機(jī)上，安裝時(shí)應(yīng)保證至少有6扣螺紋露出。對螺釘施加軸向載荷，直至螺釘斷裂。試驗(yàn)時(shí)，夾頭的移動(dòng)速度不應(yīng)超過25 mm/min。為避免試件承受橫向載荷，試驗(yàn)機(jī)的夾頭應(yīng)能自動(dòng)定心。斷裂應(yīng)發(fā)生在桿部或螺紋部分，而不應(yīng)發(fā)生在釘頭與桿的交接處。
  
  6 扭矩扳手
  
  扭矩試驗(yàn)和擰入性能試驗(yàn)所用的扭矩扳手，測量誤差應(yīng)在規(guī)定扭矩值的±3%以內(nèi)，也可使用能顯示扭矩的且精度相當(dāng)?shù)膭?dòng)力裝置。
  
  仲裁試驗(yàn)時(shí)應(yīng)使用手動(dòng)的扭矩扳手。
  
  7 標(biāo)志
  
  7.1 標(biāo)志符號(hào)
  
  表面淬硬并回火的自擠螺釘?shù)臉?biāo)志符號(hào)為“-Ｏ-”。
  
  7.2 識(shí)別
  
  表面淬硬的自擠螺釘應(yīng)按7.1條規(guī)定的符號(hào)制出凹形或凸形標(biāo)志。對螺紋公稱直徑≥5mm 的六角頭螺釘或六角花形頭螺釘，必須制出標(biāo)志并盡量在釘頭上制出。
  
  經(jīng)供需雙方協(xié)議，其他型式的表面淬硬并回火的自擠螺釘也可使用以上標(biāo)志。
  
  7.3 商標(biāo)（識(shí)別）標(biāo)志
  
  凡要求制出標(biāo)志符號(hào)的所有產(chǎn)品，標(biāo)志商標(biāo)或制造者識(shí)別標(biāo)志是強(qiáng)制性的。