常用螺丝和螺母的选材及性能介绍

常用螺丝和螺母的选材及性能介绍 课程刚要 1 常用螺丝及螺母的选材 2 常用螺丝及螺母的性能 3 图纸中对材料及热处理标注事项 4 近来公司使用螺丝的常见问题 第一部分常用螺丝螺母材料 一 分类 目前市场上常用螺丝 螺母标准件主要有碳钢 合金钢 不锈钢 铜四大类材 料 当然也还有其它特殊用途材料 A 碳钢 1 低碳钢C 0 25 国内常用牌号有ML10 ML20 等 日本牌号有 SWRCH10A SWRCH18A SWRCH20K 等 美国的1021 等 2 中碳钢0 25 C 0 60 国内常用牌号有ML35 ML40 等 B 合金钢 在普碳钢中加入合金元素 常加入的元素有Cr Mo B 等 国内牌号有 35CrMo 42CrMo 日本牌号有SCM435 等 通常以上两类材料的组织为球化退火组织 便于成型 C 不锈钢 1 奥氏体不锈钢 18 Cr 8 Ni 耐热性好 耐腐蚀性好 可焊性好 2 马氏体不锈钢 13 Cr 耐腐蚀性较差 强度高 耐磨性好 3 铁素体不锈钢 18 Cr 镦锻性较好 耐腐蚀性强于马氏体 目前市场上进口材料主要是日本产品 按级别主要分SUS302 SUS304 SUS316 D 有色金属 如铜材 常用材料为黄铜 市场上主要用H62 H65 H68 铜做标准件 也有用纯铜 及其它铜合金材料做标准件 附 大概生产工艺流程 1 自攻螺钉 盘元 粗抽 退火 酸洗 精抽 打头 辗牙 热处理 表面处理 包装 2 机械螺丝 盘元 酸洗 抽线 打头 辗牙 电镀 包装 3 螺母 a 8 级以下螺帽 盘元 酸洗 抽线 成型 攻牙 表面处理 包装 b 10 12 级螺帽 盘元 退火 酸洗 抽线 成型 攻牙 热处理 表面 处理 包装 二 常用螺丝螺母钢材牌号 公司常用螺纹钢牌号 中国牌号 GB 日本牌号 JIS 美国牌号 ASTM 备注 ML08 SWRCH8R SWRCH8A 1008 ML10 SWRCH10R SWRCH10A 1010 ML15 SWRCH15K SWRCH15A SWCH15K 1015 ML20 SWRCH20K SWRCH18A SWCH20K 1018 1020 1021 ML25 SWRCH25K SWRCH22A SWCH25K 1025 ML30 SWRCH30K SWCH30K 1030 ML35 SWRCH35K SWCH35K 1035 ML40 SWRCH40K SWCH40K 1040 ML35CrMo SCM435 4135 ML42CrMo SCM440 4140 ML20MnTiB 10B21 ML15MnB ML20Mn 0Cr18Ni9 SUS304 304 0Cr17Ni12Mo SUS316 316 1Cr18Ni9 SUS302 302 常用还有 35ACr 40ACr 台湾中钢 料 说明 GB 中的ML 表示铆螺钢 JIS 中的SWRCH 表示冷顶锻用碳素钢线材 SWCH 表示冷镦用碳素钢线材 R 表示沸腾钢 K 表示镇静钢 A 表示用Al 脱 氧 镇静钢 ASTM 10B21 中的B 表示含硼 三相关国家标准 1 螺栓 螺钉和螺柱的材料要求 GB T3098 1 2000 化学成分 性能等级 材料和热处理 C min max P max S max B1 max 回火温 度 min 3 6 2 0 20 0 05 0 06 0 003 4 6 2 4 8 2 0 55 0 05 0 06 0 003 5 6 0 13 0 55 0 05 0 06 5 8 2 6 8 2 碳钢 0 55 0 05 0 06 0 003 0 154 0 04 0 035 0 035 8 8 3 低碳合金钢 如硼 锰或铬 淬火并 回火或中碳钢 淬火并回火 0 25 0 55 0 035 0 035 0 003 425 0 154 0 35 0 035 0 035 9 8 低碳合金钢 如硼 锰或铬 淬火并 回火或中碳钢 淬火并回火 0 25 0 55 0 035 0 035 0 003 425 10 9 5 6 低碳合金钢 如硼 锰或铬 淬火并 回火 0 154 0 35 0 035 0 035 0 003 340 0 25 0 204 0 55 0 55 0 035 0 035 0 035 0 035 0 003 10 9 6 中碳钢 淬火并回火 或低 中碳合金 钢 如硼 锰或铬 淬火并回火或合金钢 淬火并回火7 0 20 0 55 0 035 0 035 0 003 425 12 9 6 8 9 合金钢 淬火并回火7 0 28 0 50 0 035 0 035 0 003 380 1 硼的含量可达0 005 其非有效硼可由添加钛和 或 铝控制 2 这些性能等级允许采用易切制造 其硫 磷及铅的最大含量为 硫0 34 磷0 11 铅0 35 3 为了保证良好的淬透性 螺纹直径超过20mm 的紧固件 需采用对10 9 级规 定的钢 4 含碳量低于0 25 桶样分析 的低碳合金钢的锰最低含量为 8 8 级 0 6 9 8 10 9 和10 9 级 0 7 5 该产品应在性能等级代号下增加一横线标志 10 9 级应符合对10 9 级规定 的所有性能 而较 低的回火温度对其在提高温度的条件下 将造成不同程度的应力削弱 6 用于该性能等级的材料应具有良好的淬透性 以保证紧固件螺纹截面的芯部 在淬火后 回火前获 得约90 的马氏体组织 7 合金钢至少应含有以下元素中的一种元素 其最小含量为 铬0 30 镍 0 30 钼0 20 钒0 10 8 考虑承受抗拉应力 12 9 级的表面不允许有金相能测出的白色磷聚集层 9 该化学成分和回火温度尚在调查研究中 2 螺母 1 螺母材料的化学成分 GB T3098 2000 化学成分 性能等级 C max Mn min P max S max 4 5 61 0 50 0 060 0 150 8 9 041 0 58 0 25 0 060 0 150 10 2 051 0 58 0 30 0 048 0 058 12 2 0 58 0 45 0 048 0 058 1 该性能等级可以用易切钢制造 供需双方另有协议除外 其硫 磷及铅的 最大含量为 硫0 30 磷 0 11 铅0 35 2 为改善螺母的机械性能 必要时可增添合金元素 3 铆螺母的材料 GB T17880 6 1999 产品 材料 标准号 08F GB T699 钢平头 沉头 小沉头 1200 小沉头及平头六角铆螺母 ML10 GB T6478 5056 原LF5 1 铝合金平头及沉头铆螺母 6061 原LD30 GB T3190 3 紧定螺钉的材料技术要求 GB T3098 3 2000 化学成分 性能等级 材料 热处理 C max min P max S max 14H 碳钢1 2 0 50 0 11 0 15 22H 碳钢3 淬火并回火 0 50 0 05 0 05 33H 碳钢3 淬火并回火 0 50 0 05 0 05 45H 合金钢3 4 淬火并回火 0 50 0 19 0 05 0 05 1 使用易切钢时 其铅 磷及硫的最大含量为 铅0 35 磷0 11 硫0 34 2 方头紧定螺钉允许表面硬化 3 可以采用最大含铅量为0 35 的钢材 4 应含有一种或多种铬 镍 钼 钒或硼合金元素 注 性能等级45H 的紧定螺钉在能满足GB T3098 3 2000 标准中第6 3 条规定 的保证扭矩要求 时 亦可采用其它材料制造 4 不锈钢紧固件的材料技术要求 螺栓 螺钉和螺柱 3098 3 2000 螺母 3098 15 2000 紧定螺钉 3098 16 2000 按有关国家标准生产的紧固件适用的不锈钢材料在表1 中给出 除非供需双方另有协议 化学成分应在钢组规定的范围内 由制造者选择 在有晶间腐蚀倾向的场合 推荐按ISO3651 1 或ISO3651 2 的规定进行试验 在此情况下 推 荐采用稳定型的A3 和A5 或者采用含碳量不超过0 03 的A2 和A4 不锈钢 表1 不锈钢组别与化学成分 化学成分1 类别 级 别 C Su Mn P S Cr Mo Ni Cu 注 A1 0 12 1 6 5 0 2 0 15 0 35 16 19 0 7 5 10 1 75 2 25 2 3 4 A2 0 1 1 2 0 05 0 053 15 20 5 8 19 4 7 8 A3 0 08 1 2 0 045 0 03 17 19 5 9 12 1 9 A4 0 08 1 2 0 045 0 03 16 18 5 2 3 10 15 1 8 10 奥氏 体 A5 0 08 1 2 0 045 0 03 16 18 5 2 3 10 5 14 1 9 10 马氏C1 0 09 0 15 1 1 0 05 0 03 11 5 14 1 10 C3 0 17 0 25 1 1 0 04 0 03 体 16 18 1 5 2 5 C4 0 08 0 15 1 1 5 0 06 0 15 0 35 12 14 0 6 1 2 10 铁素 体 F1 0 12 1 1 0 04 0 03 15 18 6 1 11 12 1 除已表明者外 均系最大值 2 硫可用硒代替 3 如镍含量低于8 则锰的最小含量必须为5 4 镍含量大于8 时 对铜的最小含量不予限制 5 钼含量可能在制造者的说明书中出现 但对某些使用场合 如有必要限定钼 的极限含量 则必须 在订单中由用户注明 6 钼含量可能在制造者的说明书中出现 7 如铬含量低于17 则镍的最小含量应为12 8 对最大含碳量达到0 03 的奥氏体不锈钢 氮含量最高可达到0 22 9 为了稳定组织 钛含量应 5 C 0 8 并应按本表适当标志或者铌和 或 钽含量应 10 C 1 0 并应按本表适当标志 10 对较大直径的产品 为达到规定的机械性能 在制造者的说明书中 可能 有较高的碳含量 但 对奥氏体钢不应超过0 12 11 钛含量可能为 5 C 0 8 12 钛含量可能为 10 C 1 0 5 有色金属制造的螺栓 螺钉 螺柱和螺母 适用于各性能等级有色金属紧固件的材料牌号 GB3098 10 93 性能等级 材料牌号 标准编号 性能等级 材料牌号 标准编号 CU1 T2 GB5231 AL1 LF2 GB3190 CU2 H63 GB5232 AL2 LF11 LF5 GB3190 CU3 HPb58 2 GB5232 AL3 LF43 GB3190 CU4 QSn6 5 0 4 GB5233 AL4 LY8 LD9 GB3190 CU5 QSi1 3 GB5233 AL5 CU6 AL6 LC9 GB3190 CU7 QA1 10 4 4 GB5233 根据供需双方协议 当供方能够保证机械性能时 可以采用表以外的材料 为保证紧固件符合有关机械性能的要求 由制造者确定是否进行热处理 附 适用的国际标准材料牌号 性能等级 材料编号 标准编号 CU1 Cu ETP 或Cu FRHC ISO1337 CU2 CuZn37 ISO426 1 CU3 CuZn39Pb3 ISO426 2 CU4 CuSn6 ISO427 CU5 CuNiSi ISO1187 CU6 CuZn40Mn1Pb CU7 CuA110Ni5Fe4 ISO428 AL1 AlMg3 ISO209 AL2 AlMg5 ISO209 AL3 AlSi1MgMn ISO209 AL4 AlCu4MgSi ISO209 AL5 AlZnMgCu0 5 AL6 AlZn5 5MgCu ISO209 6 自攻类螺钉 1 自钻自攻螺钉的材料 GB T3098 11 1995 化学成分 C Mn P S min max min max max max 材料牌号参考 0 13 0 27 0 64 1 71 0 04 0 04 20Mn 15MnB GB699 注 允许的硼的含量范围为 0 05 0 30 2 木螺钉的材料牌号 GB922 86 种类 材料牌号 标准编号 碳素钢 Q215 Q235 GB700 铜及铜合金 H62 HPb59 1 GB4424 GB4425 注 1 不同冶炼和浇注方法制造的钢材材同样可以采用 2 牌号 栏内每一通栏中所列各种材料 可以互相通用 自攻螺钉由冷镦 渗碳钢制造 GB3098 5 2000 第二部分常用螺丝及螺母的主要性能标准 第三部分图纸中对材料及热处理标注事项 1 明确写出材料的牌号 特别是对于重要的螺丝螺母零件 如 果不写材料牌号 制造商可任意选择多种材料加工 最后可 能导致不同批次产品或不同供货商的产品质量相差很大 有 的能满足要求 有的则不行 如写的太笼统也不好 比如 钢 steel 或低碳钢 low carbon steel 等 这样也会出现如上述的 质量不稳定情况 最好一份图纸中只写一种材料牌号 2 热处理要求 如果螺丝或螺母需要热处理时 一定要规范写 明热处理要求 比如标准8 8 级螺丝22 32HRC 或12 9 级螺 丝39 44HRC 的硬度范围 自攻螺丝的表面硬度 心部硬度 渗碳层深度要求 对于硬度大于30HRC 且需电镀的螺丝最 好在图纸中注明 电镀后必须除氢处理 的要求 避免制造 商未作除氢处理而产生氢脆问题影响生产 3 扭矩要求 如图纸中标明最小破坏扭矩更好 4 表面处理要求 如发黑 磷化 镀铬 达克逻涂层等 第四部分近来公司使用螺丝的常见问题 1 氢脆断裂 典型现象为螺丝装配后放置一段时间 几小时或几 十小时 发现螺丝断裂 数量较多 原因是由于高硬度螺丝 电度后未做