自攻螺钉类型与实际应用方法.doc

自攻螺钉类型与实际应用方法 一、自攻螺钉的螺纹 自攻螺钉的螺纹有的是普通螺纹（机螺纹），也有的是自攻螺纹（宽牙螺纹），另外还有干壁钉螺纹，纤维板钉螺纹或其它一些特殊型式螺纹。机螺纹与一般螺栓，螺钉采用的普通螺纹相同，只是在自攻螺钉中，除螺纹大径之外，螺纹的其它要素，不需要用螺纹量规进行检验，这里对机螺纹就不再介绍了，下面我重点介绍自攻螺钉的其它几种螺纹。 1、自攻螺纹（宽牙螺纹） （1）ISO、GB/T、DIN自攻螺纹：尺寸见表1，螺纹代号ST，牙型角60，标准代号：ISO1478，GB/T5280，DIN7979。 直径系列如下：1.5，1.9，2.2，2.9，3.3，3.5，3.9，4.2，4.8，5.5，6.3，8，9.5。 （2）ASME自攻螺纹：尺寸见表2，无螺纹代号，牙型角60，直径系列如下：0、1、2、3、4、5、6、7、8、10、12、1/4、5/16、3/8、1/2。 2、自攻锁紧螺纹 自挤自攻螺钉的螺纹为普通螺纹（机螺纹），粗牙系列，螺杆具有弧型三棱截面，我们称它为自攻锁紧螺纹。我国标准代号：GB/T6559，ISO和DIN等暂无正式标准。尺寸见表3。 3、纤维板钉螺纹 纤维板钉螺纹牙型角为40，各国目前暂无正式标准，尺寸见表4。 4、干壁钉螺纹 干壁钉螺纹牙型角为60，各国目前暂无正式标准，尺寸见表5。细牙为双导程，粗牙为单导程。 表1 ISO1478、GB/T5280、DIN7979自攻螺纹尺寸 mm螺纹规格ST1.5ST1.9ST2.2ST2.6ST2.9ST3.3ST3.5ST3.9ST4.2ST4.8ST5.5ST6.3ST8ST9.5螺距0.50.60.80.91.11.31.31.31.41.61.81.82.12.1大径max1.521.902.242.572.903.303.533.914.224.805.466.258.09.65min1.381.762.102.432.763.123.353.734.044.625.286.037.789.43小径max0.911.241.631.902.182.392.642.923.103.584.174.886.207.85min0.841.171.521.802.082.292.512.772.953.433.994.705.997.59 表2 ASME B18.6.4自攻螺纹尺寸 in螺纹规格每英寸牙数大径小径maxminmaxmin0 480.0600.0540.0360.0331420.0750.0690.0440.0462320.0880.0820.0640.0603280.1010.0950.0750.0714240.1140.1080.0860.0825200.1300.1230.0940.0906200.1390.1320.1040.0997190.1540.1470.1150.109 螺纹规格每英寸牙数大径小径maxminmaxmin8180.1660.1590.1220.11610160.1890.1820.1410.13512140.2150.2080.1640.1571/4140.2460.2370.1920.1855/16120.3150.3060.2440.2363/8120.3800.3710.3090.2997/16100.4400.4290.3590.3491/2100.5040.4930.4230.413 表3 GB/T6559自攻锁紧螺纹尺寸 mm螺纹规格M2M2.5M3M3.5M4M5M6M8M10M12螺距0.40.450.50.60.70.811.251.51.75外接圆直径max2.042.583.083.584.135.136.168.1710.1812.19min1.962.482.983.483.984.985.997.989.9711.95齿高max1.952.462.953.433.964.935.937.919.8911.87min1.872.362.853.333.814.785.787.769.7411.72 表4 纤维板钉螺纹尺寸 mm螺纹规格2.533.544.556螺距1.101.351.601.802.002.202.60大径max2.503.003.504.004.505.006.00min2.252.753.203.704.204.705.70小径max1.602.002.252.502.703.103.80min1.401.802.002.252.452.803.50 表5 干壁钉螺纹尺寸 mm螺纹规格3.5 / 6#3.9 / 7#4.2 / 8#4.8 / 10#螺距1.41.61.72.1导程2.83.23.44.2大径max3.65(细牙) 3.9(粗牙)3.95(细牙) 4.2(粗牙)4.3(细牙)4.6(粗牙)4.9(细牙)5.3(粗牙)min3.45(细牙) 3.65(粗牙)3.75(细牙) 3.9(粗牙)4.1(细牙) 4.3(粗牙)4.7(细牙) 4.9(粗牙)小径max2.462.742.933.35min2.332.592.783.20 二、自攻螺钉的材料和性能 前面已经提到了约99%的自攻螺钉采用碳钢，即渗碳钢制造；其中自钻自攻螺钉也可以采用热处理钢制造（实际上生产企业大多采用渗碳钢，不采用热处理钢）。在自攻螺钉各性能标准中，都对采用材料的化学成份做了规定，只要化学成份在规定的范围内，所用的材料都是符合要求的。目前国内外大多采用C1018，C1022等材料来制造自攻螺钉各类产品。 1、普通自攻螺钉的机械性能 （1）ISO2702、GB/T3098.5、DIN267T12 表面硬度：450HV0.3。 芯部硬度：ST3.9：270390HV5，ST3.9：270390HV10。 渗碳层深度：ST3.9的螺钉在螺纹小径处检验；ST3.9的螺钉在螺纹侧面大、小径之间一半距离处检验。 ST2.9： 0.040.1mm ST2.9ST3.5: 0.050.18mm ST3.9ST5.5: 0.100.23mm ST6.3: 0.150.28mm 显微组织：不允许呈现带状亚共析铁素体。 拧入性能：将螺钉拧入规定孔径、规定硬度范围的预制孔时，自攻螺钉的螺纹不允许变形。 最小破坏扭矩 ST2.2：0.45Nm ST2.9：1.5Nm ST3.5：2.7Nm ST3.9：3.4Nm ST4.2：4.4Nm ST4.8：6.3Nm ST5.5：10Nm ST6.3：13.6Nm （2）ASME B18.6.4，SAE J933 表面硬度：45HRC。 芯部硬度：2838HRC。 渗碳层深度：4#6#：0.0020.007in 8#12#：0.0040.009in 1/4：0.0050.011in 显微组织：在芯部和表面都不允许游离铁素体存在。 拧入性能：将螺钉拧入规定孔径、规定硬度和规定厚度的预制孔时，自攻螺钉螺纹不允许变形。 最小抗扭强度： 2# ：4 in-ib 4# ：13 in-ib 6# ：24 in-ib 7# ：30 in-ib 8# ：39in-ib 10# ：56in-ib 12# ：88in-ib 1/4 ： 142in-ib 2、自切自攻螺钉的机械性能 （1）GB/T3098.5、DIN7513、DIN7516 表面硬度：450HV0.3。 芯部硬度：ST3.9：270390HV5，ST3.9：270390HV10； DIN7513、DIN7516硬度最小值为240HV。 渗碳层深度：对于GB/T13806.2自切自攻螺钉按GB/T3098.5与普通自攻螺钉相同,对于DIN7513、DIN7516按以下规定： M2.5： 0.040.12mm M3: 0.050.18mm M4M5: 0.100.25mm M6M8: 0.150.28mm 显微组织：与普通自攻螺钉相同。 拧入性能：与普通自攻螺钉相同。 最小破坏扭矩 M2.5：1Nm M3：1.5Nm M4：3.4Nm M5:：7.1Nm M6：12Nm M8：28Nm （2）ASME B18.6.4，SAE J933各项要求与普通自攻螺钉相同。 3、自挤自攻螺钉的机械性能 （1）ISO7085、GB/T3098.7 表面硬度：450HV0.3。 芯部硬度：290370HV5或HV10。 渗碳层深度： M2、M2.5:0.040.12mm M3、M3.5:0.050.18mm M4、M5: 0.100.25mm M6、M8: 0.150.28mm M10、M12：0.250.32mm 破坏扭矩： M2：0.5Nm M2.5：1.2Nm M3：2.1Nm M3.5：3.4Nm M4：4.9Nm M5：10Nm M6：17Nm M8：42Nm M10：85Nm M12：150Nm 头部坚固性：将螺钉插入带有7楔 角的试验模，锤击螺钉头部，使其弯曲成7角，目侧头杆结合处，不得产生裂缝。沉头、半沉头螺钉不进行此项试验。 拧入性能：拧入扭矩最大值不应超过以下数值： M2：0.3Nm M2.5：0.6Nm M3：1.1Nm M3.5：1.7Nm M4：2.5Nm M5：5Nm M6：8.5Nm M8：21Nm M10：43Nm M12：75Nm 抗氢脆性:对于电镀产品推荐按GB/T3098.17（等同采用ISO15330）标准规定的方法进行检验。（此项要求仅适用于生产过程控制）。 再回火后芯部硬度：螺钉再回火后的芯部硬度降低值，不应超过20维氏硬度值。 破坏拉力载荷：此项要求仅对六角头、六角凸缘头螺钉中，公称长度大于12mm或大于3d的产品，经供需双方协议后进行。标准中给出的最小拉力值为参考值。（d为螺钉直径）。 （2）SAE J81 表面硬度：45HRC。 芯部硬度：2838HRC。 渗碳层深度： 4#6#：0.0020.007 in 8#12#：0.0040.009 in 1/4：0.0050.011 in 破坏扭矩： 4# ：14in-ib 6# ：24in-ib 8# ：48in-ib 10# ：65in-ib 1/4 ：156in-ib 5/16 ：330in-ib 3/8：600in-ib 1/2 ：1080in-ib 头部坚固性：试验方法及要求与ISO、GB/T标准相同。 拧入性能：拧入扭矩最大值不应超过以下数值： 4# ：13in-ib 6# ：20in-ib 8# ：32in-ib 10# ：52in-ib 1/4 ：120in-ib 5/16 ：240in-ib 3/8 ：300in-ib 1/2 ：600in-ib 抗氢脆性：抗氢脆扭矩应大于以下数值： 4# ：12in-ib 6# ：20in-ib 8# ：41in-ib 10# ：55in-ib 1/4 ：132in-ib 5/16 ：276in-ib 3/8：510in-ib 1/2 ：930in-ib 最小拉力载荷：仅对公称长度3d的六角头、六角凸缘头螺钉进行此项试验，最小拉力载荷如下： 4# ：810ib 6# ：1250ib 8# ：1900ib 10# ：2350ib 1/4 ：4350ib 5/16 ：7100ib 3/8：10500ib 1/2 ：19100ib 保证扭矩和紧固扭矩：仅对六角头和六角凸缘头螺钉有此要求。 螺纹规格保证扭矩紧固扭矩4#19in-ib6#28in-ib19in-ib8#57in-ib37in-ib10#77in-ib55in-ib1/4186in-ib120in-ib5/16372in-ib252 in-ib3/8690in-ib480in-ib1/21260in-ib996in-ib 4、自钻自攻螺钉的机械性能 （1）ISO10666、GB/T3098.11、DIN7504 表面硬度：530HV0.3。 芯部硬度：320400HV5或HV10。 渗碳层深度：与普通自攻螺钉要求相同。 破坏扭矩： ST2.9：1.5Nm ST3.5：2.8Nm ST4.2：4.7Nm ST4.8： 6.9Nm ST5.5：10.4Nm ST6.3：16.9Nm 钻孔性能：在规定含碳量(0.23%),硬度(110165HV30)和厚度的试验板上,并按规定轴力和在规定时间内,钻出为挤压与螺钉配合的内螺纹所需要的预制孔。 螺纹成型性能:在钻出的预制孔中，螺钉在钻孔的同时能挤压出与其配合的内螺纹。拧入试验时，其螺纹不变形。 扭转强度：按规定方法及装置，对自钻自攻螺钉进行扭转强度试验时，其扭转强度应“破坏扭矩”值。 （2）SAE J78 表面硬度：5056HRC。（IFI建议表面硬度为：4858HRC）。 芯部硬度：3240HRC。 渗碳层深度：与SAE J933规定的普通自攻螺钉要求相同。 最小扭矩强度： 螺纹规格BSD型CSD型4#14in-ib14in-ib6#24in-ib24in-ib8#42in-ib48in-ib10#61in-ib65in-ib12#92in-ib100in-ib1/4#150in-ib156in-ib 韧性（头部坚固性）：与自挤自攻螺钉试验相同，只是试验模楔角为5。 钻拧性能：可参照I