汽车高温连接标准紧固件摩擦性能要求及试验方法编制说明

团体标准

汽车高温连接标准紧固件摩擦性能要

求及试验方法

编制说明

《汽车高温连接标准紧固件摩擦性能要求及试验方法》

小组

二〇二三年七月

《汽车高温连接标准紧固件摩擦性能要求及试验方法》

团体标准

编制说明

一、工作简况

（一）任务来源

由于汽车行业的快速发展和技术进步，汽车的高温连接标准紧固件

技术已经成为一个重要的研究领域。汽车高温连接标准紧固件技术规范

团体标准的编制是为了规范汽车高温连接标准紧固件的技术要求和测试

方法，以确保其可靠性和安全性。通过制定统一的标准，可以提高汽车

制造商和供应商之间的合作和交流，促进技术创新和产品质量的提升。

首先，标准化的技术规范可以提高汽车高温连接标准紧固件的质量

和可靠性，减少因紧固件失效导致的事故和故障。其次，标准化可以降

低汽车制造成本，提高生产效率。制定统一的标准，可以避免每个汽车

制造商都制定自己的标准，减少重复劳动和资源浪费。此外，标准化还

可以促进国内外汽车制造商和供应商之间的合作和竞争，推动整个行业

的发展。

总之，汽车高温连接标准紧固件技术规范的团体标准编制对于推动

汽车行业的发展具有重要意义。通过制定统一的标准，可以促进合作和

竞争，降低成本，提高生产效率，推动整个行业的进步。

（二）编制过程

为使本标准在汽车高温连接标准紧固件市场管理工作中起到规范信

息化管理作用，标准起草工作组力求科学性、可操作性，以科学、谨慎

的态度，在对我国现有汽车高温连接标准紧固件市场相关管理服务体系

文件、模式基础上，经过综合分析、充分验证资料、反复讨论研究和修

—1—

改，最终确定了本标准的主要内容。

标准起草工作组在标准起草期间主要开展工作情况如下：

1、项目立项及理论研究阶段

标准起草组成立伊始就对国内外汽车高温连接标准紧固件相关情况

进行了深入的调查研究，同时广泛搜集相关标准和国外技术资料，进行

了大量的研究分析、资料查证工作，确定了汽车高温连接标准紧固件市

场标准化管理中现存问题，结合现有产品实际应用经验，为标准起草奠

定了基础。

标准起草组进一步研究了汽车高温连接标准紧固件需要具备的特殊

条件，明确了技术要求和指标，为标准的具体起草指明了方向。

2、标准起草阶段

在理论研究基础上，起草组在标准编制过程中充分借鉴已有的理论

研究和实践成果，基于我国市场行情，经过数次修订，形成了《汽车高

温连接标准紧固件摩擦性能要求及试验方法》标准草案。

3、标准征求意见阶段

形成标准草案之后，起草组召开了多次专家研讨会，从标准框架、

标准起草等角度广泛征求多方意见，从理论完善和实践应用多方面提升

标准的适用性和实用性。经过理论研究和方法验证，起草组形成了《汽

车高温连接标准紧固件摩擦性能要求及试验方法》（征求意见稿）。

（三）主要起草单位及起草人所做的工作

1、主要起草单位

中国中小商业企业协会、永康市月嘉标准件股份有限公司等多家单

位的专家成立了规范起草小组，开展标准的编制工作。

经工作组的不懈努力，在2023年7月，完成了标准征求意见稿的编

—2—

写工作。

2、起草人所做工作

广泛收集相关资料。在广泛调研、查阅和研究国际标准、国家标准、

行业标准的基础之上，形成本标准草案稿。

二、标准编制原则和主要内容

（一）标准编制原则

本标准依据相关行业标准，标准编制遵循“前瞻性、实用性、统一性、

规范性”的原则，注重标准的可操作性，本标准严格按照《标准化工作指

南》和GB/T1.1《标准化工作导则第一部分：标准的结构和编写》的要

求进行编制。标准文本的编排采用中国标准编写模板TCS2009版进行

排版，确保标准文本的规范性。

（二）标准主要技术内容

本标准报批稿包括8个部分，主要内容如下：

1范围

本文件规定了汽车高温连接标准紧固件的术语和定义、性能要求、

试验原理、一般要求、试验程序及试验报告内容。

本文件适用于汽车高温连接标准紧固件。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的

条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；

不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T3098.1紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱

GB/T3098.2紧固件机械性能螺母

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

—3—

3.1

摩擦系数frictioncoefficient

指紧固件在高温环境下摩擦表面之间的力学摩擦系数。

3.2

摩擦力frictionalforce

指紧固件在高温环境下两个摩擦表面之间产生的摩擦力。

3.3

热稳定性thermalstability

指紧固件在高温环境下长时间使用后保持稳定的摩擦性能。

3.4

拧紧扭矩tighteningtorque

指拧紧螺栓或螺母时所用的扭矩。

3.5

轴向力axialforces

指拧紧螺栓或螺母时，作用在其上的拉伸力。

3.6

螺纹摩擦系数threadfrictioncoefficient

指螺栓或螺母内外螺纹相互接触部分的摩擦系数。

3.7

端面摩擦系数endfacefrictioncoefficient

指被旋转部分（螺栓或螺母头部）和垫片或被紧固的物体接触面之

间的摩擦系数。

3.8

总摩擦系数totalfrictioncoefficient

理论上假设螺纹摩擦系数和螺栓或螺母支撑面摩擦系数相等时，按

公式1计算所得的摩擦系数。

3.9

螺纹扭矩threadedtorque

指拧紧过程中，通过啮合螺纹作用于螺纹部分的扭矩。

3.10

端面扭矩endfacetorque

指拧紧过程中，通过端面作用于被连接件之间的扭矩。

4性能要求

4.1摩擦系数

4.1.1紧固件在高温环境下的摩擦系数应保持稳定，不得出现过大的波

—4—

动。摩擦系数的具体数值应根据不同类型的紧固件进行确定，并满足以

下要求：

a)摩擦系数的稳定性应在高温环境下保持一致，不应出现明显的增

大或减小；

b)摩擦系数的数值应符合设计要求，确保连接的可靠性和稳定性；

c)摩擦系数的变化范围应控制在合理的范围内，避免过大的变动对

连接性能造成不良影响。

4.1.2摩擦系数的测试方法应符合以下要求：

a)使用适当的试验设备和方法进行摩擦系数测试；

b)测试温度应在高温环境下进行，温度范围应符合实际应用要求；

c)测试过程中应记录并分析摩擦系数的变化情况，确保测试结果的

准确性和可靠性。

4.1.3根据装配扭矩及轴力要求以及高温工况后的拆装维修要求，高温

连接紧固件表面需进行合适的表面处理用于调节产品摩擦系数和防止高

温烧结。

4.1.4具有以下特征的高温连接紧固件，应避免进行涂覆处理：

a)螺栓和螺母小于M6的；

b)产品上有内部驱动槽或盲孔的；

c)配有活动垫片的紧固件；

d)有导电应用要求的产品。

4.1.5表面处理生产设施设备及使用的化学品需满足当地环保法规的

相关要求。按照供需双方协议，并在合同中注明，表面处理生产的化学

品原材料需经过需方的审核与批准。

4.1.6高温连接紧固件表面涂镀层整体需均匀无色差，不得影响螺纹件

的正常安装或装配，同时还需满足润滑及防腐功能以及高温下的连接稳

定性。

4.1.7涂镀层最小厚度为3μm，最大涂镀层厚度应根据表面处理后的

紧固件螺纹尺寸公差来约束，一般不应超过25μm。

4.1.8表面处理后，必须使用规定的通止规进行检验。经供需双方协商，

只要成品符合各项指定机械特性，表面处理前的螺纹尺寸可以放大或缩

小，以配合涂镀层的厚度，但紧固件基体螺纹公差等级不应低于6e或者

6E。

4.1.9涂镀层应具备一定的防腐功能，根据紧固件基体材料和涂镀层性

质的不同，厚度及中性盐雾要求可根据供需双方的协议进行，并在合同

中注明。

4.2摩擦力

—5—

4.2.1紧固件在高温环境下的摩擦力应满足设计要求，确保连接的紧固

性和稳定性。摩擦力的具体要求如下：

a)摩擦力的大小应符合设计要求，保证连接部件之间的紧密连接；

b)摩擦力的稳定性应在高温环境下保持一致，不应出现明显的变化；

c)摩擦力的变化范围应控制在合理的范围内，避免过大的变动对连

接性能造成不良影响。

4.2.2摩擦力的测试方法应符合以下要求：

a)使用合适的试验设备和方法进行摩擦力测试；

b)测试温度应在高温环境下进行，温度范围应符合实际应用要求；

c)测试过程中应记录并分析摩擦力的变化情况，确保测试结果的准

确性和可靠性。

4.3热稳定性

4.3.1紧固件在高温环境下应具有良好的热稳定性，不得出现明显的摩

擦性能下降或失效。热稳定性的具体要求如下：

a)紧固件在高温环境下应保持摩擦性能的稳定性，不应出现明显的

降低或失效；

b)紧固件的摩擦性能应能够在长时间高温使用后保持一致，不受温

度影响而发生明显变化；

c)紧固件的摩擦性能应具有抗氧化、抗腐蚀和抗高温老化的能力，

以确保其在高温环境下长期可靠使用。

4.3.2热稳定性的测试方法应符合以下要求：

a)通过长时间的高温环境下试验，评估紧固件在高温环境下的热稳

定性和摩擦性能的变化；

b)试验温度应符合实际应用要求，并记录试验过程中的摩擦性能变

化情况；

c)测试结果应准确可靠，能够评估紧固件的热稳定性和摩擦性能。

4.4结果评定

根据测试结果，评定紧固件的摩擦性能是否符合要求。摩擦系数和

摩擦力应在规定范围内，热稳定性应保持稳定，不得出现明显下降或失

效的情况。评定结果应根据实际要求和标准规定进行判定。

4.5标志和标识

符合本文件要求的紧固件可在其产品上标注相应的标志和标识，以

示质量合格。

5试验原理

—6—

5.1试验计算所涉及的代号含义及名称见表1。

表1代号含义或名称

符号含义或名称单位

d螺栓公称直径mm

D螺母公称直径mm

d2螺纹中径mm

dh垫片或支撑板的孔径mm

Db螺母或螺栓头下支撑面摩擦直径mm

支撑面外径dwmin或dkmin

Dmm

0（见产品图纸要求）

F轴向力N

P螺距mm

T拧紧扭矩N.m

Tb端面摩擦扭矩N.m

Tth螺纹扭矩N.m

μb端面摩擦系数

μth螺纹摩擦系数

μtot总摩擦系数

5.2使用专业设备将螺栓或螺母以规定的速度拧紧到标准要求的扭矩

或轴向力值，得到拧紧扭矩、螺纹或头部扭矩和轴向力的数值，在假设

螺纹摩擦系数和螺栓或螺母支撑面摩擦系数相等时通过公式1计算出螺

栓或螺母的总摩擦系数。

��··································(1)

�−2�

螺纹摩擦系数由公式2计算得出：

�𝑡�=0.577�2+0.5��

��ℎ�·····································(2)

�−2�

头部摩擦系数由公式3计算得出：

��ℎ=0.577×�2

········································(3)

2��

注：由于不同的设备头部摩擦扭矩和螺纹扭矩测量策略不同，两者可

��=���

以通过公式4进行计算得:

·····································(4)

其中Db取值可以依据公式5获得；

�=��+��ℎ

······································(5)

�0+�ℎ

��=2

—7—

非标准的Db需经客户协商确认取值方法。

6一般要求

6.1设备一般要求

6.1.1除非有其它的特殊要求，试验机应能够以一定速度自动扭紧螺母

或螺栓头部，传感器精度应为±2%。

6.1.2角度的测量精度要求无论什么数据必须达到显示值的±2°或

±2%。

6.1.3测量结果应能以电子方式记录。

6.2待测试零件要求

6.2.1待测试螺栓一般情况下长度需确保至少3d（拧紧时螺纹应露出

至少2颗牙纹），如螺栓长度不满足时需和客户协商确认试验方案。

6.2.2待测零件状态应和供货状态一致。

6.2.3一般表面处理后24H后测试摩擦系数。特殊情况应以客户要求执

行。

6.3试验垫片

6.3.1试验垫片的相关参数要求如下：

a)试验垫片硬度范围：50HRC～60HRC；

b)表面粗糙度：Ra=0.5±0.3；

c)平面度：0.04mm。

6.3.2汽车行业常用的垫片通孔尺寸见表2，通孔应无倒角、无沉孔。

表2垫片通孔尺寸要求

通孔尺寸（mm）

螺栓或螺母规格

最小尺寸最大尺寸

M44.304.42

M55.305.42

M66.406.55

M77.407.55

M88.408.55

M1010.5010.65

M1111.5011.68

M1213.0013.18

M1415.0015.18

—8—

螺栓或螺母规格通孔尺寸（mm）

M1617.0017.18

M1819.0019.21

M2021.0021.21

6.3.3垫片使用前应去除油脂，同一个孔一次试验中只能使用一次。

6.3.4如试验垫片重复使用，需确保垫片表面无油脂且满足粗糙度和平

面度的要求。

6.3.5垫片其余尺寸请结合试验设备自行制定，但其直径应大于待测试

螺栓或螺母的头部法兰面尺寸或螺栓、螺母垫片组合件垫圈的外径尺寸。

6.4试验对手件

6.4.1试验对手件的性能等级应和待测试零件的性能等级相当或高于

待测试零件的性能等级。

6.4.2螺栓的性能等级参考GB/T3098.1，螺母的性能等级参考GB/T

3098.2。

6.4.2.1测螺栓摩擦系数使用的螺母

6.4.2.2螺母规格和公差应和待测螺栓的规格和等级相当，螺母公差镀

后6H。

6.4.2.3螺母高度≥0.8D，其余尺寸需满足检测设备夹具的要求。

6.4.2.4螺母表面状态需满足以下两种：

a)表面无任何处理，试验前应去油脂；

b)螺母表面镀锌并钝化，镀层厚度不大于8μm。

6.4.2.5测螺母摩擦系数使用的螺栓

6.4.2.6螺栓规格和公差应和待测螺母的规格和等级相当。螺栓公差镀

前6g，镀后6h。

6.4.2.7螺栓长度最小要满足拧紧螺母后能伸出螺母2～3牙，其余尺

寸需满足检测设备夹具的要求。

6.4.2.8螺栓表面状态需满足以下两种：

a)表面无任何处理，试验前应去油脂；

b)螺栓表面镀锌并钝化，镀层厚度不大于8μm。

7试验程序

7.1试验要求

7.1.1试验应在10℃～35℃室温下进行，摩擦系数试验应选择在较小

的温度变化范围内进行。

—9—

7.1.2摩擦系数检测仪器传感器应根据扭矩传感器和轴向力传感器有

效工作范围选择合适的工作传感器。

7.2试验过程

7.2.1以不高于200rpm转速拧紧至待测零件保证载荷的30%，然后停

顿2秒，再以30rpm转速拧紧到待测零件保证载荷的75%，作为摩擦系

数计算值。

7.2.2测量螺栓摩擦系数时，需拧紧螺栓，反之拧紧螺母。每次试验对

手零件只能使用一次。

7.3试验数量

7.3.1出于统计学意义，每次试验需至少10个样本。

7.3.2摩擦系数数值合格与否判定应按客户要求的范围进行。

8试验报告

8.1试验过程应有报告对其进行记录总结。

8.2试验报告应包含以下内容:

a)紧固件基本信息：

1)规格等级、表面保护类型，螺纹公差；

2)试验拧紧速度。

b)对手件信息：

1)规格等级；

2)表面保护类型；

3)螺纹公差。

c)Db数据，传感器规格；

d)实验室温度；

e)试验曲线：

1)角度-扭矩曲线；

2)轴向力-总摩擦系数曲线；

3)扭矩-轴向力曲线。

f)试验数据统计值：

1)平均值；

2)方差；

3)平均值±3σ。

g)客户要求的其他信息。

三、主要试验和情况分析

—10—

结合国内外的行业测试标准和企业内部工厂管控的项目进行要求规

定和试验验证。

四、标准中涉及专利的情况

无

五、预期达到的效益（经济、效益、生态等），对产业发展的作用

的情况

汽车高温连接标准紧固件企业规范运营，在国际市场上有机会与其

他各国（相关）企业竞争。

六、与有关的现行法律、法规和强制性国家标准的关系

与现行法律、法规和强制性标准没有冲突。

七、重大意见分歧的处理依据和结果

标准制定过程中，未出现重大意见分歧。

八、标准性质的建议说明

本标准为团体标准，供社会各界自愿使用。

九、贯彻标准的要求和措施建议

无。

十、废止现行相关标准的建议

本标准为首次发布。

十一、其他应予说明的事项

无。

—11—

目录

一、工作简况...................................................................................................1

二、标准编制原则和主要内容......................................................................3

三、主要试验和情况分析............................................................................10

四、标准中涉及专利的情况........................................................................11

五、预期达到的效益（经济、效益、生态等），对产业发展的作用的情

况.....................................................................................................................11

六、与有关的现行法律、法规和强制性国家标准的关系........................11

七、重大意见分歧的处理依据和结果........................................................11

八、标准性质的建议说明............................................................................11

九、贯彻标准的要求和措施建议................................................................11

十、废止现行相关标准的建议....................................................................11

十一、其他应予说明的事项........................................................................11

《汽车高温连接标准紧固件摩擦性能要求及试验方法》

团体标准

编制说明

一、工作简况

（一）任务来源

由于汽车行业的快速发展和技术进步，汽车的高温连接标准紧固件

技术已经成为一个重要的研究领域。汽车高温连接标准紧固件技术规范

团体标准的编制是为了规范汽车高温连接标准紧固件的技术要求和测试

方法，以确保其可靠性和安全性。通过制定统一的标准，可以提高汽车

制造商和供应商之间的合作和交流，促进技术创新和产品质量的提升。

首先，标准化的技术规范可以提高汽车高温连接标准紧固件的质量

和可靠性，减少因紧固件失效导致的事故和故障。其次，标准化可以降

低汽车制造成本，提高生产效率。制定统一的标准，可以避免每个汽车

制造商都制定自己的标准，减少重复劳动和资源浪费。此外，标准化还

可以促进国内外汽车制造商和供应商之间的合作和竞争，推动整个行业

的发展。

总之，汽车高温连接标准紧固件技术规范的团体标准编制对于推动

汽车行业的发展具有重要意义。通过制定统一的标准，可以促进合作和

竞争，降低成本，提高生产效率，推动整个行业的进步。

（二）编制过程

为使本标准在汽车高温连接标准紧固件市场管理工作中起到规范信

息化管理作用，标准起草工作组力求科学性、可操作性，以科学、谨慎

的态度，在对我国现有汽车高温连接标准紧固件市场相关管理服务体系

文件、模式基础上，经过综合分析、充分验证资料、反复讨论研究和修

—1—

改，最终确定了本标准的主要内容。

标准起草工作组在标准起草期间主要开展工作情况如下：

1、项目立项及理论研究阶段

标准起草组成立伊始就对国内外汽车高温连接标准紧固件相关情况

进行了深入的调查研究，同时广泛搜集相关标准和国外技术资料，进行

了大量的研究分析、资料查证工作，确定了汽车高温连接标准紧固件市

场标准化管理中现存问题，结合现有产品实际应用经验，为标准起草奠

定了基础。

标准起草组进一步研究了汽车高温连接标准紧固件需要具备的特殊

条件，明确了技术要求和指标，为标准的具体起草指明了方向。

2、标准起草阶段

在理论研究基础上，起草组在标准编制过程中充分借鉴已有的理论

研究和实践成果，基于我国市场行情，经过数次修订，形成了《汽车高

温连接标准紧固件摩擦性能要求及试验方法》标准草案。

3、标准征求意见阶段

形成标准草案之后，起草组召开了多次专家研讨会，从标准框架、

标准起草等角度广泛征求多方意见，从理论完善和实践应用多方面提升

标准的适用性和实用性。经过理论研究和方法验证，起草组形成了《汽

车高温连接标准紧固件摩擦性能要求及试验方法》（征求意见稿）。

（三）主要起草单位及起草人所做的工作

1、主要起草单位

中国中小商业企业协会、永康市月嘉标准件股份有限公司等多家单

位的专家成立了规范起草小组，开展标准的编制工作。

经工作组的不懈努力，在2023年7月，完成了标准征求意见稿的编

—2—

写工作。

2、起草人所做工作

广泛收集相关资料。在广泛调研、查阅和研究国际标准、国家标准、

行业标准的基础之上，形成本标准草案稿。

二、标准编制原则和主要内容

（一）标准编制原则

本标准依据相关行业标准，标准编制遵循“前瞻性、实用性、统一性、

规范性”的原则，注重标准的可操作性，本标准严格按照《标准化工作指

南》和GB/T1.1《标准化工作导则第一部分：标准的结构和编写》的要

求进行编制。标准文本的编排采用中国标准编写模板TCS2009版进行

排版，确保标准文本的规范性。

（二）标准主要技术内容

本标准报批稿包括8个部分，主要内容如下：

1范围

本文件规定了汽车高温连接标准紧固件的术语和定义、性能要求、

试验原理、一般要求、试验程序及试验报告内容。

本文件适用于汽车高温连接标准紧固件。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的

条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；

不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T3098.1紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱

GB/T3098.2紧固件机械性能螺母

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

—3—

3.1

摩擦系数frictioncoefficient

指紧固件在高温环境下摩擦表面之间的力学摩擦系数。

3.2

摩擦力frictionalforce

指紧固件在高温环境下两个摩擦表面之间产生的摩擦力。

3.3

热稳定性thermalstability

指紧固件在高温环境下长时间使用后保持稳定的摩擦性能。

3.4

拧紧扭矩tighteningtorque

指拧紧螺栓或螺母时所用的扭矩。

3.5

轴向力axialforces