紧固件基础知识之紧固件规格篇和功能篇

紧固件,是作紧固连接用且应用极为广泛的一类机械零件。使用行业广泛,在各种机械、设备、车辆、船舶、铁路、桥梁、建筑、结构、工具、仪器、化工、仪表和用品等上面都可以看到,是应用最广泛的机械基础件。 它的特点是品种规格繁多,性能用途各异,而且标准化、系列化、通用化的程度也极高。因此,也有人把已有国家标准的一类紧固件称为标准紧固件,或简称为标准件。

紧固件产品基础知识(规格篇)

一、描述紧固件需要标明的参数有:品名(标准)、规格、材质、强度等级、表面处理。如:DIN912、M4-0.7x8、SCM435、12.9级、发黑。

1、品名(标准):注:对于没有标准的螺丝,属于非标件,则需要提供图纸。

比如说DIN912,中文名称为:内六角圆柱头螺丝,这是品名。

不过最准确的做法,还是需要称呼标准,因为GB70也同样是这样的品名;但两个标准有很多地方尺寸并不一致。

世界上影响比较大的标准分别为:德国标准(DIN)、国际标准(ISO)、中国国家标准(GB)、美国标准(ANSI)、日本标准(JIS)。

2、规格,一般螺丝称呼都是牙纹称呼径*螺丝长度。

牙纹称呼径,公制常用的有:M2,M3,M4,M5,M6,M8,M10,M12等;

美制常用的有:4#-40,6#-32,8#-32,10#-24,1/4-20,5/16-18,3/8-16,1/2-13等。

而螺丝长度,是指埋入被载物体的有效长度。比如:沉头螺丝被载入的是总长度,半沉头螺丝要加上半个头的长度,而圆柱头螺丝长度则不包含头部尺寸。如:

对于规格,全称最好是加上牙距。例如M4-0.7x8,4指牙外径是4mm,0.7是指两个牙峰之间的距离为0.7mm,8指埋入被载物体的有效长度为8mm。

为了简化,不写牙距,我们把粗牙默认为标准牙,因为最常见;这样就不用标出了。这点公制才有,美制产品还是要标牙距。

这里重点讲一下美制螺丝的规格,如6#-32*3/8,6#是牙外径,接近于3.5mm;32是每英寸的螺纹长度里有32个牙(相当于公制螺丝的牙距);3/8则是螺丝的长度(具体同公制螺丝)。

这里须记住的2个公式:牙外径A#=(Ax0.013+0.06)x25.4(mm), 1英寸=25.4mm。

其中2#=2.2mm,4#=2.9mm,6#=3.5mm,8#4.2mm,10#=4.8mm是须熟记数据。其中各个规格的螺丝对应的牙数也须熟记:2#-56,4#-40,6#-32,8#-32,10#-24,1/4-20,5/16-18,3/8-16,1/2-13(美制标准牙)。

注:美制UNC牙是标准牙,UNF是细牙。我们把粗牙默认为标准牙。

3、材质:材质按最常见的依次有:碳钢、不锈钢、不锈铁、铜、铝等。

碳钢又分为低碳钢(比如C1008/C1010/C1015/C1018/C1022)、中碳钢(比如C1035)、高碳钢(C1045/C1050)、合金钢(SCM435/10B21/40Cr)。

一般C1008材质都是打普通等级产品,比如说4.8级螺丝,普通等级螺母;C1015一般打吊环螺丝;C1018一般做机螺丝,当然也有拿来做自攻钉的;C1022一般用来做自攻钉;C1035打8.8级螺丝;C1045/10B21/40Cr打10.9级螺丝;40Cr/SCM435打12.9级螺丝。

不锈钢则有SS302/SS304/SS316为最常见。当然现在也流行大量SS201产品,甚至含镍量更低的产品,我们叫非正宗不锈钢产品;外观看上去跟不锈钢差不多,但是防腐性能相差很多。

4、强度等级:强度等级主要是指碳钢类紧固件。

碳钢螺丝常见的强度等级有:4.8级、5.8级、6.8级、8.8级、10.9级、12.9级。螺母则相应有:4级、6级、8级、10级、12级。

一般8.8级以下的螺丝都叫普通螺丝,而8.8级以上(含8.8级)则为高强度螺丝。区别在于高强度螺丝都需要经过调质热处理。

5、表面处理:表面处理主要是为了增加防腐性能,也有部分兼顾颜色,所以主要是为了碳钢类产品,一般都需要经过表面处理。

常见的表面处理有:发黑、镀锌、镀铜、镀镍、镀铬、镀银、镀金、达克罗、热浸锌等;

镀锌的种类非常多,有蓝白锌、蓝锌、白锌、黄锌、黑锌、绿锌等,同时还分环保及不环保,每种镀别又有多种镀层厚度,以满足不同的盐雾测试效果。

紧固件产品基础知识(功能篇)

一、功能方面:

1、螺丝扭力要求:外六角螺丝的承受扭力相对更大,内六角螺丝承受的扭力较小,十字槽的扭力更小(因此该类螺丝一般都是普通等级螺丝)。

2、装配外六角螺栓一般用活络扳手、梅花扳手和开口扳手装配。活络扳手的装配效率低,但通用性很强,适用于各种头部规格的外六角螺丝;梅花扳手效率最高,但有些场合不适用,一只梅花扳手只有2个头,也就只能运用于两种规格头部的外六角螺丝上;开口扳手跟梅花扳手差不多,但它可以加长套筒使用。外六角螺丝的规格越小,对外六角螺栓的棱角要求越高,否则其头部在受(扳手)力时,容易打滑。温州人为了节约材料,发明了外六角凹穴。凹穴外六角螺丝单重轻,头部厚度较薄,受力易打滑,头部也有可能会被拧掉。

3、内六角螺丝用内六角扳手装配。这对内六角孔的要求很高,孔大一点扳手打滑,小一点扳手插不进去。内六角规格越小,对孔的要求越高。对于一些规格大的内六角螺丝,内六角只要有一个对边合格,用扳手就可正常装配;对一些规格很小的内六角螺丝,如M2的内六角紧定,扳手插进去稍用力内六角就会打滑,所以稍微有一个对边大了都不合格。因此M2、M2.5、M3的内六角螺丝(特别是紧定类产品)在装配过程中扳手都容易打滑。

4、十字槽螺丝用螺丝刀装配,不需要用太大力,所以强度只要4.8级即可,偶尔有些需要高强度的螺丝,只要渗碳热处理即可。

5、在产品配套使用中,我们一般建议选用螺丝的等级比螺母等级高一级,这样最具备经济效益。比如说8.8级螺丝,配套使用4级螺母;这样下次换用时,只需换用螺母即可。

二、热处理方面:

热处理主要是针对碳钢类螺丝来讲的,主要是调质热处理及渗碳热处理,以满足不同环境对螺丝强度的要求。

1、调质热处理:8.8级及以上强度等级的产品,都是调质热处理的产品。此热处理的特点是硬度内外都比较均匀。

同一材料做热处理时,硬度越高,韧性越差。所以需要有安全匹配,在满足硬度的同时,韧性同样有保证。

2、渗碳热处理:自攻钉类螺丝基本都需要此处理,特点是表面非常硬,而芯部比较软;因为需要攻进坚硬的铁板。

自攻钉类风险较高,比如自攻钉经常碰到断头,其可能的原因有:①氢脆;②硬度太高或太低招致扭断;③十字槽太深;④头部太薄;⑤头颈结合部无R角导致应力集中;⑥操作不规范;等。

三、氢脆风险方面:

1、一般情况下,硬度>32HRC的产品,电镀有氢脆风险。所以所有10.9级以上(含10.9级)产品及经过渗碳热处理的产品(自攻钉)等产品电镀时,都会出现氢脆风险。

2、氢脆即产品电镀时,H+进入金属内部形成气泡,致使螺丝在使用时,当场不断,但24小时之内发生延迟断裂。

3、有氢脆风险的产品电镀后4小时内,需要送到去氢炉里,在200摄氏度的条件下,存放8小时左右;这就叫去氢处理。

4、氢脆处理方式可以大幅降低氢脆风险,但不能完全避免,所以在需要保证100%无氢脆风险的情况时,严禁使用电镀产品;而改用达克罗、喷砂等表面处理工艺。

四、紧固件性能及加工工艺发展方向:

1、强度高的同时能保证韧性;

2、相同的大小的情况下能使重量减轻;

3、机械强度能保证的情况下能让体积变小;

4、强度保证的情况下能让韧性加强;

5、外观满足的情况下能让防腐能力增强;

6、精度极限上的提高;

以上任何现有高加工成本工艺方面,能有相对低廉成本达到要求的新工艺,都会开启我们紧固件行业的新气象。