GBT 47579-2026 航空航天 桶形自锁螺母用弹性金属保持架标准立项发展报告

StandardizationDevelopmentReport:Aerospace—ElasticMetallicCagesforBarrel-TypeSelf-LockingNuts报告编号：SDR-GB/T47579-2026发布日期：2026年5月发布机构：国家标准化管理委员会摘要关键词：航空航天；桶形自锁螺母；弹性金属保持架；紧固件；标准化AbstractAerospacefasteners,ascriticalcomponentsofaircraftstructuresandpropulsionsystems,directlydeterminetheoverallperformance,reliability,andservicelifeofflightvehicles.Barrel-typeself-lockingnutsarewidelyusedinhighlyvibratingandfatigue-loadedareassuchasaero-engines,landinggears,andairframestructures,owingtotheirsuperioranti-looseningperformanceandreusability.Asthekeyfunctionalcomponentofbarrel-typeself-lockingnuts,theelasticmetalliccageplaysadecisiveroleinmaintainingconsistentlockingtorque,ensuringrepeatedinstallationcycles,andwithstandinghigh-temperatureoperationalenvironments.Foralongperiod,thedomesticdevelopmentandproductionofsuchcomponentshaveprimarilyreliedonenterprise-levelinternalspecificationsorforeigntechnicalreferences,lackingasystematicnationalstandardforuniformregulation—agapthathasconstrainedtheadvancementofindustry-widetechnicalcompetenceandinternationalcompetitiveness.Toclosethisgapandmeettheurgentdemandsofhigh-qualitydevelopmentintheaerospacesector,andinaccordancewiththeStandardizationLawofthePeople'sRepublicofChinaandrelevantindustrialpolicies,thedevelopmentofthenationalstandardGB/T47579-2026,*Aerospace—ElasticMetallicCagesforBarrel-TypeSelf-LockingNuts*,isproposed.Thisreportsystematicallyaddressestheprojectbackground,necessityofstandardization,comparativeanalysisofdomesticandinternationalstandards,keytechnicalcontents,andanticipatedbenefits,providingareferencebasisforsubsequentdraftingandindustrialapplication.TheestablishmentofthisstandardwilleffectivelyfillthegapofdedicatedstandardsforelasticmetalliccagesinChina'saerospacefastenerfield,significantlycontributingtotheenhancementofthefastenerstandardsystem,advancementofindustrialtechnologicalupgrading,andassuranceofaerospaceproductsafety.Keywords:Aerospace;Barrel-TypeSelf-LockingNuts;ElasticMetallicCages;Fasteners;Standardization1引言1.1立项背景航空航天工业作为国家战略性高技术产业，其发展水平直接体现一个国家的科技实力、工业基础和综合国力。紧固件虽为体量较小的基础零部件，却承担着连接与固定飞行器各部件的关键功能，素有“工业之米”之称。在航空航天领域，紧固件长期服役于高温、高压、强振动、大温差等极端工况环境，其质量和可靠性要求远高于一般工业应用场景。据相关统计，一架大型商用飞机使用的各类紧固件数量可达数百万件，任何一枚紧固件的失效都可能导致灾难性后果。自锁螺母作为航空航天紧固件的重要分支，区别于普通螺母的核心特征在于其具备防松功能，能够在振动和冲击载荷下保持预紧力不衰减。桶形自锁螺母是其中应用最为广泛的类型之一，其自锁原理是通过螺母顶部收口的桶形变形段与螺栓螺纹之间的弹性干涉产生摩擦力矩，从而实现防松。在此结构中，弹性金属保持架安装于螺母桶形收口段外围，承担以下关键功能：-保持并控制收口段的弹性变形量，确保锁紧力矩的稳定性和一致性；-在反复拧入拧出过程中提供持久的弹性回复力，延长螺母的使用寿命；-在高温工况下维持必要的弹性性能，防止因材料蠕变或应力松弛导致的锁紧力衰减。因此，弹性金属保持架虽为“配角”零件，却是桶形自锁螺母实现其自锁功能的核心保障，其结构参数、材料选择、热处理工艺及表面处理质量等直接决定自锁螺母的整体性能。1.2标准编制紧迫性近年来，随着C919大型客机投入商业运营、ARJ21支线飞机持续交付以及航空发动机、航天器等重大装备研制工作的深入推进，我国航空航天产业对高性能紧固件的需求呈现爆发式增长态势。桶形自锁螺母用弹性金属保持架作为关键配套零件，其国产化替代和自主可控需求日益迫切。然而从标准建设现状来看，我国在该领域面临着较为突出的矛盾：一是标准缺失与产品需求之间的矛盾。桶形自锁螺母的生产制造已有相应的国家标准和行业标准（如自锁螺母通用规范、结构尺寸标准等），但针对其关键零件——弹性金属保持架，尚无专门的通用技术条件或产品标准。主机厂所和紧固件制造企业长期以来只能根据图纸要求或参照企业内部规范组织生产，导致同类产品在材料选择、性能指标、试验方法和质量一致性等方面存在较大差异。二是经验依赖与产业升级之间的矛盾。在缺乏统一标准约束的情况下，保持架的设计和生产主要依靠个别技术人员的经验积累和企业内部试制验证，难以形成可复制、可推广的成熟技术方案。这种“经验依赖型”发展模式不利于行业整体技术水平的提升，也难以适应大规模产业化生产的质量控制需求。三是国内标准与国际标准之间的对接需求。在国际航空紧固件领域，美国航空航天标准（NAS）、美国汽车工程师协会航空航天标准（SAEAS）、国际标准化组织航空航天器标准（ISO/TC20）等已形成了较为完善的标准体系。作为后发追赶者，我国需要在立足自主技术的基础上积极研究和借鉴国际先进标准，推动国内标准体系与国际接轨，为航空紧固件产品的国际互换和贸易往来创造条件。综上所述，尽快制定《航空航天桶形自锁螺母用弹性金属保持架》国家标准，对于完善我国航空航天紧固件标准体系、规范市场秩序、促进行业技术进步以及提升国产产品的国际竞争力均具有十分迫切和重要的现实意义。2标准编制依据本标准编制工作严格遵循以下法律法规、政策文件及标准规范：-《中华人民共和国标准化法》（2017年修订）及《中华人民共和国标准化法实施条例》；-《国家标准管理办法》（国家市场监督管理总局令第59号）；-《装备制造业标准化和质量提升规划》（国办发〔2016〕104号）；-《国家标准化发展纲要》（2021年10月印发）；-GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》；-GB/T20001.10《标准编写规则第10部分：产品标准》；-全国航空器标准化技术委员会（SAC/TC435）相关章程和工作细则。3国内外标准现状与发展趋势分析3.1国际标准现状在国际层面，桶形自锁螺母用弹性金属保持架的标准化主要依托航空航天紧固件标准体系展开，涉及ISO、SAE、NAS等主要标准化组织的相关标准。ISO标准方面：国际标准化组织航空航天器技术委员会（ISO/TC20）下属的Aero-spacefastenersystems分技术委员会（SC4）负责航空航天紧固件领域的国际标准制定。在自锁螺母领域，ISO7711《航空航天—自锁螺母—试验方法》和ISO3222等标准规定了自锁螺母的通用技术要求和试验程序。然而，针对弹性金属保持架这一具体功能部件的专项国际标准尚属空白，相关要求在ISO框架下主要依附于各型螺母的产品规范中。SAE标准方面：美国汽车工程师学会的航空航天标准体系（SAEAerospaceStandards）在航空航天紧固件领域具有广泛的国际影响力。其中SAEAS8879《航空航天—螺纹紧固件—采购规范》等文件规定了紧固件的采购和质量保证要求。值得注意的是，在SAEAS7478等涉及自锁螺母的具体产品标准中，对保持架的材料、尺寸和性能提出了较为详细的技术要求，可为我国标准制定提供重要参考。NAS标准方面：美国航空航天标准（NationalAerospaceStandards，NAS）由航空航天工业协会（AIA）管理，在航空航天紧固件领域拥有悠久的历史。NAS标准中对自锁螺母的规定较为系统，NASM25027《螺母，自锁，250°F，450°F，800°F，1200°F》等标准得到了国际航空制造业界的广泛采用，其引用的大量细节要求涉及弹性金属保持架的设计与质量控制。其他相关标准方面：美国军用标准（MIL-SPEC）系列中，MIL-DTL-25027等标准对自锁螺母及弹性保持架的材料、尺寸、机械性能和工作温度等级进行了详细规定，已形成较为完备的采购规范体系。此外，英国航空航天标准（BritishStandardAerospaceSeries，如BSEN系列）和法国航空航天标准（AIR系列）等也涵盖了相关技术内容。从国际发展趋势来看，随着航空发动机和飞行器性能的不断提升，桶形自锁螺母用弹性金属保持架的技术要求呈现出以下演进特征：-使用温度范围不断扩展（从-65℃延伸至650℃甚至更高）；-耐疲劳性能和长寿命要求日趋严格；-轻量化设计需求日益突出（钛合金等轻质材料的应用研究持续深入）；-数字化检测与质量控制技术的融合不断深化。3.2国内标准现状及与国外的差距在国内标准层面，桶形自锁螺母现行有效的标准主要有GJB122.5《自锁螺母通用规范》等国家军用标准，以及HB（航空行业标准）系列标准中涉及的自锁螺母产品规范，如部分HB5800系列紧固件标准。然而，专门针对弹性金属保持架的通用技术条件或产品标准在我国国家标准、国家军用标准及行业标准体系中均属于空白。通过对国内目前主要生产企业和用户单位进行调研发现，我国桶形自锁螺母用弹性金属保持架的生产方式中，绝大多数产品采用“来图加工”模式，即由主机设计单位绘制零件图样，制造企业按下发的图样组织生产。虽然在单型号项目中可以保证产品质量，但从全行业范围来看存在以下突出问题：1.标准化程度低：同类产品在不同型号、不同企业之间差异较大，难以形成通用化、系列化的产品型谱；2.采购和管理成本高：每一型号均需单独设计、试验和鉴定，增加了产品研发周期和成本；3.质量一致性难以保证：由于缺乏统一的技术要求和试验方法，不同来源产品的质量水平参差不齐；4.标准更新滞后：新材料、新工艺和新试验方法的工程应用成果难以在标准层面得到及时固化和推广。与国际先进水平相比，国外在弹性金属保持架领域已形成以采购规范、产品标准为核心的技术标准集群，并通过引用关系与材料标准、试验方法标准、质量控制标准等构成完整的技术标准链。相比之下，我国在该细分领域的技术标准化工作存在明显差距，亟需通过制定专项国家标准来缩短与国际先进水平的差距，为产品的设计选型、生产制造、检验验收和交付使用提供统一的技术依据。4标准主要内容4.1标准适用范围本标准规定了航空航天用桶形自锁螺母弹性金属保持架的分类、技术要求、试验方法、检验规则以及标志、包装、运输和贮存要求。适用于航空航天产品用工作温度不超过650℃的桶形自锁螺母弹性金属保持架的设计、制造与验收。4.2关键技术要求4.2.1材料要求标准对弹性金属保持架用原材料提出了明确的牌号选择指导和技术要求。考虑到保持架需要在反复弹性变形条件下长期稳定工作，同时耐受高温氧化和腐蚀环境，推荐材料包括但不限于沉淀硬化型不锈钢（如0Cr17Ni4Cu4Nb，对应牌号17-4PH）、奥氏体不锈钢（如1Cr18Ni9Ti）及高温合金（如GH4169）等。材料的化学成分应符合相应材料标准的规定。弹性金属保持架用原材料应经过适当的冶金质量控制，保证组织的均匀性和纯净度。4.2.2结构尺寸要求保持架的结构形式和尺寸参数应与配套的桶形自锁螺母形成协调匹配。标准对各型号保持架的外径、内径、宽度（高度）、槽形尺寸及位置度等关键几何特征进行规定，确保锁定保持架与被配合的螺母桶形收口段之间保持设计所需的过盈配合关系。在尺寸控制方面，规定了关键尺寸的极限偏差和几何公差要求，确保零件的互换性和装配一致性。4.2.3机械性能要求弹性金属保持架必须具备足够的弹性和塑性，以保证在反复装拆过程中不会产生永久变形或断裂失效。标准规定保持架应通过弹性变形试验，在规定的变形量下经反复循环加载后残余变形量不超过规定限值；同时规定保持架安装于自锁螺母后，应保证螺母的锁紧力矩在规定的上限和下限之内，并且经过推荐的反复拧入拧出循环次数（一般不少于15次）后，锁紧力矩仍保持在规定范围内。4.2.4表面处理与耐蚀性要求根据使用环境要求，标准规定了保持架的表面处理方法，包括表面钝化处理、表面镀覆或其他适宜的防护处理措施。经过表面处理后的零件应能通过规定的中性盐雾试验或交变湿热试验，表面不应出现基体金属腐蚀或其他有害缺陷。4.2.5高温性能要求针对航空航天产品的高温服役工况，标准对保持架在高温条件下的性能保持能力进行了专门规定。在最高工作温度下经规定时间的保温加载后，保持架应无永久变形、开裂或其他影响功能的损伤，冷却后仍能保持设计的弹性和尺寸稳定性。4.3试验方法本标准针对上述各项技术要求规定了相应的试验程序和方法，涵盖尺寸检测（采用通用量具或专用检具测量关键几何参数）、材料化学成分分析（采用光谱分析等理化检验方法）、室温及高温弹性性能试验（采用专用试验夹具在材料试验机上加载）、锁紧力矩试验（将保持架安装于标准试验螺母上按规定的扭矩和转速进行拧入拧出循环试验）以及盐雾及湿热环境试验等。各试验项目明确了试样数量、试验条件、加载速率及判定准则，保证试验结果具有可重复性和可再现性。4.4检验规则检验规则主要分为首件检验、工艺过程检验（工序检验）和周期检验等。首件检验用于新产品试制定型或批量投产前的首件（批）产品鉴定，全项检验各技术指标；工艺过程检验适用于批量生产过程中关键工序的质量监控；周期检验用于对批量生产产品的质量稳定性进行定期抽查验证。此外，标准明确了各检验类别的抽样方案、判定规则和不合格品的处理程序。5主要参与单位5.1起草单位概况及其贡献该公司深耕航空航天紧固件制造领域已有数十年的历史，具有从材料进厂复验、冷热成型加工、热处理、表面处理到成品检测的完整工艺链。公司配备了具备较高精密度和自动化水平的检测试验设备，拥有经验丰富的技术研发团队和健全的质量管理体系，通过了AS9100航空航天质量管理体系认证。公司产品广泛应用于军民用飞机、航空发动机、航天器等装备，在自锁螺母及弹性金属保持架的设计制造方面积累了大量的工程数据和实践经验。在本标准的编制过程中，航空工业标准件公司主要承担以