ISO 70422025 紧固件 主要扭矩六角螺母 高螺母（全金属）标准立项发展报告

紧固件主要扭矩六角螺母高螺母（全金属）标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Fasteners—PrevailingTorqueHexagonNuts—HighNuts(AllMetal)摘要紧固件作为装备制造领域的基础性、通用性部件，其质量水平与标准化程度直接关系重大装备的安全可靠性与国际竞争力。主要扭矩六角螺母（俗称锁紧螺母）凭借其优异的防松性能，在航空航天、轨道交通、能源装备及重型机械等对连接可靠性要求严苛的领域具有不可替代的作用。随着高端装备制造业向智能化、轻量化方向快速发展，对紧固件产品的精度、性能及互换性提出了更高要求，亟需通过标准升级引领产业技术迭代。本报告围绕国际标准ISO7042:2025《紧固件主要扭矩六角螺母高螺母（全金属）》的立项背景、技术内容、修订历程及产业价值展开系统分析。该标准由国际标准化组织（ISO）发布，替代ISO7042:2012，于2025年6月12日正式生效，适用于螺纹公称直径5mm至39mm、性能等级为8级至12级、产品等级为A级和B级的主要扭矩六角高螺母。新版本在术语定义、扭矩性能试验方法、验收程序等方面进行了系统性修订，进一步完善了全金属锁紧螺母的技术指标体系。关键词中文关键词：紧固件；锁紧螺母；主要扭矩；全金属；国际标准；防松性能；标准化Keywords:Fasteners;Prevailingtorque;Hexagonnuts;All-metal;Internationalstandard;Self-locking;Standardization一、引言1.1研究背景紧固件被称为“工业之米”，是机械基础零部件中品种系列最丰富、应用范围最广泛、标准化程度最高的产品门类。据统计，一辆民用汽车约使用紧固件5000余件，一架民航客机使用的紧固件数量超过200万件，而紧固件的质量与可靠性直接影响整机装备的性能表现与服役安全。在各类紧固件中，防松螺母因其独特的锁紧机理，是保障连接副在振动、冲击和交变载荷条件下不发生松脱的关键零件。主要扭矩型锁紧螺母（Prevailingtorquetypelocknut）区别于普通扭矩型螺母的显著特征在于：其锁紧功能来源于螺母自身结构产生的持续摩擦力矩（即“主要扭矩”），而非依赖螺栓预紧力。这一特性使其在剧烈振动环境下依然能够保持可靠的锁紧效果，因而被广泛应用于航空航天发动机、高速列车转向架、风力发电机组、矿山机械等对连接安全性要求极高的领域。1.2标准修订的必要性随着材料科学、制造工艺和检测技术的持续进步，以及全球装备制造业对紧固件性能要求的不断提升，原有标准版本已难以完全适应当前产业发展需求。主要问题体现在以下方面：第一，新型表面处理技术（如锌铝复合涂层、达克罗处理等）的广泛应用，改变了螺母摩擦学特性，原有扭矩指标的适用性需要重新评估；第二，智能制造与数字化检测技术的普及，要求标准在试验方法和验收程序方面更加精细化和可操作化；第三，国际贸易摩擦加剧和技术壁垒增多的背景下，需要进一步提升国际标准的科学性和权威性，确保标准内容能够反映当前最先进的制造水平和测试能力。基于上述背景，ISO/TC2（紧固件技术委员会）启动了ISO7042的修订工作，经过多轮国际研讨和技术论证，最终形成了ISO7042:2025版本。二、标准概述2.1标准基本信息ISO7042:2025《紧固件主要扭矩六角螺母高螺母（全金属）》由国际标准化组织（InternationalOrganizationforStandardization,ISO）下属的ISO/TC2紧固件技术委员会（FastenersTechnicalCommittee）制定，由SC7分技术委员会（螺栓、螺柱和螺母分技术委员会）具体负责起草工作。本标准的发布信息如下：-标准全称：Fasteners—Prevailingtorquehexagonnuts—Highnuts(allmetal)-中文名称：紧固件主要扭矩六角螺母高螺母（全金属）-标准编号：ISO7042:2025-发布日期：2025年6月12日-替代版本：ISO7042:2012-标准状态：现行有效-国别/组织：国际标准化组织-标准语言：英语-国际标准分类号（ICS）：21.060.20（螺母）2.2标准适用范围ISO7042:2025规定了主要扭矩型全金属六角高螺母的尺寸、材料、机械性能、扭矩性能和验收要求。具体适用范围如下：-螺纹公称直径：5mm至39mm-螺纹系列：符合ISO68-1规定的普通螺纹（M系列）-螺纹公差：6H-性能等级：8级、10级、12级-产品等级：A级（精密级）和B级（较精密级）-温度适用范围：-50℃至+300℃（依材料和表面处理而定）该标准适用于需通过自身结构产生摩擦扭矩实现防松功能的全金属六角高螺母，不适用于带非金属嵌件（如尼龙圈）的锁紧螺母，后者由ISO7040和ISO7041等标准另行规定。此外，标准不适用于特殊环境下有特殊要求的产品（如航空航天用自锁螺母，该类产品由ISO898-7或各行业专用标准规定）。2.3标准修订历程ISO7042标准的制定和修订历程如下：-第一版：ISO7042:1983，首次发布-第二版：ISO7042:1999，对尺寸系列和机械性能进行了补充完善-第三版：ISO7042:2012，引入扭矩性能分级体系，明确了验收程序-第四版（现行版本）：ISO7042:2025，完成了对试验方法、技术指标和验收规则的全面修订本次修订在原有框架基础上进行了系统性优化，修订周期历时约36个月，充分吸收了各成员体在紧固件制造、检测和应用领域的最新经验。三、标准主要技术内容3.1结构型式和尺寸要求ISO7042:2025规定的全金属六角高螺母在结构上的显著特征是螺母高度较大，通常为普通六角螺母高度的1.4至1.6倍左右。较高的螺母结构不仅提供了更大的锁紧接触面积，还确保了螺母在承受预紧力和工作载荷时具有足够的刚度储备，降低应力集中风险。在尺寸要求方面，标准规定了以下关键技术参数：-对边宽度（s）：符合ISO272（紧固件六角产品的对边宽度）规定，优先采用公制系列尺寸-螺母高度（m）：较普通螺母增加约40%-60%-螺纹长度（b）：保证足够的螺纹啮合长度-支承面直径（da）：确保载荷分布均匀-锁紧部位长度（mw）：全金属锁紧螺母的锁紧区域应覆盖完整的螺纹啮合段-锁紧区域位置：标准要求在螺母的上部（远离支承面一侧）或者在螺纹全长范围内设置锁紧结构标准同时规定了A级和B级两种产品等级对应的尺寸公差和形位公差要求，其中A级产品适用于对精度要求较高的场合，B级产品适用于一般工业用途。3.2材料和性能等级标准规定了三个性能等级：-8级：适用于一般工业应用，保证载荷为800MPa级别-10级：适用于较高强度要求的场合，保证载荷为1000MPa级别-12级：适用于高强度和极端载荷工况，保证载荷为1200MPa级别各性能等级对应的材料要求和热处理工艺在标准附录中作了详细规定，8级螺母通常采用中碳钢制造，10级和12级螺母则需采用合金钢并经调质处理以获得所需的力学性能。材料的选择需综合考虑强度要求、服役温度、耐腐蚀性等因素。3.3主要扭矩性能要求主要扭矩是衡量锁紧螺母防松性能的核心指标。ISO7042:2025规定了首次拧入扭矩、主要扭矩和退出扭矩三个关键参数及其限值：（一）首次拧入扭矩（Firstengagementtorque）首次拧入扭矩是指螺母与螺栓开始旋合、锁紧结构尚未完全起作用时所需的扭矩值，用于保证螺母能够顺利安装，反映锁紧结构的设计合理性。标准规定了该类扭矩的最大值限制，防止因锁紧结构过紧导致安装困难。（二）主要扭矩（Prevailingtorque）主要扭矩是锁紧螺母在全螺纹啮合状态下、不依赖轴向预紧力而产生的转动阻力矩。标准分别规定了首次拧入时的主要扭矩值和第五次拧入时的主要扭矩值：-首次拧入主要扭矩：应在规定的最小值和最大值之间，保证初始锁紧效果适中-第五次拧入主要扭矩：应不小于首次主要扭矩最小值的一定比例（通常规定为不低于首次最小值的特定百分比），这是考核锁紧性能持久性的关键指标（三）退出扭矩（Removaltorque）退出扭矩是螺母反向旋出时的阻力矩，反映锁紧结构在反复拆装后的残余防松能力。标准规定五次重复拧入拧出后，退出扭矩仍应不低于规定的最低限值。上述扭矩指标的确定经过了大量的实验室验证和实际应用考核，综合考虑了材料弹性变形、摩擦系数变化、螺纹副表面状态等因素的影响，确保标准指标既具有技术先进性，又具有工程可实现性。3.4试验方法和验收程序ISO7042:2025对试验方法和验收程序进行了全面修订，主要变化包括：试验条件标准化：明确规定了试验用螺栓的精度等级、螺纹公差、表面处理状态、润滑条件以及试验转速等参数，减少了因试验条件差异导致的测试结果离散性。试验装置要求：规定了扭矩测试装置的精度等级（不低于±2%）、夹具设计要求、对中精度要求等，确保试验结果的准确性和可重复性。验收程序完善：将验收检验分为型式检验和出厂检验两个层级。型式检验针对新产品鉴定和设计变更时进行，须完成全部试验项目；出厂检验则针对批量生产的产品进行，主要检验尺寸、螺纹精度和基本扭矩性能等关键项目。抽样方案：参照ISO3269（紧固件验收检查）规定的抽样方案，根据生产批量确定样本大小和合格判定数，兼顾了质量保证水平与检验成本。3.5标记和标识标准规定了产品的标记要求，包括螺母本体上的制造商标识、性能等级标识和锁紧类型的标识要求。同时规定了包装和随货文件的内容要求，确保产品信息的可追溯性。四、标准修订的主要技术变化4.1与ISO7042:2012的主要差异ISO7042:2025相较于ISO7042:2012版本，在以下方面实现了技术升级：（1）结构尺寸优化：根据有限元分析和实际使用反馈，对部分规格的锁紧区域长度进行了优化调整，提高了锁紧效果的均匀性。（2）扭矩指标更新：引入了分规格的扭矩分级体系，针对不同直径规格设置了更为精准的扭矩限值范围，替代了过去统一比例的计算方法，使指标更加科学合理。（3）试验方法精细化：增加了对试验用标准螺栓的磨损状态控制要求，明确了试验螺栓的使用次数限制（通常不超过5次），有效减少了试验系统误差。同时引入了高速拧入试验方法，更好地模拟实际装配工况。（4）增加无损检测要求：对于12级高强度螺母，增加了表面裂纹等缺陷的无损检测推荐要求，进一步提升产品的安全可靠性。（5）完善表面处理规定：增加了对环保型表面处理技术的适用性说明，明确不同表面处理工艺对扭矩性能的影响评价方法。（6）编辑性调整：根据ISO导则和ISO/TC2的统一格式要求，对标准文本结构和表述方式进行了规范化和统一化处理。五、主要起草单位和组织5.1国际标准化组织ISO/TC2ISO/TC2（紧固件技术委员会）成立于1947年，是国际标准化组织下设的专业技术委员会之一，秘书处目前由德国标准化协会（DIN）承担。ISO/TC2负责除航空航天紧固件以外的所有通用紧固件（螺栓、螺钉、螺柱、螺母、垫圈、铆钉、销等）的标准化工作。ISO/TC2下设若干分技术委员会（SC）和工作组（WG），其中SC7负责螺栓、螺柱和螺母领域的标准制定与修订，是ISO7042标准的直接归口管理部门。ISO/TC2目前拥有超过30个参与成员国和约20个观察成员国，与ISO/TC17（钢）、IEC/TC9（轨道交通电气设备与系统）等多个技术委员会保持合作关系，确保紧固件标准与上下游标准的协调一致。5.2中国参与情况及主要贡献单位中国是ISO/TC2的重要参与成员国。多年来，中机生产力促进中心作为全国紧固件标准化技术委员会（SAC/TC85）的秘书处单位，代表中国积极参加ISO/TC2的国际标准化活动，在紧固件国际标准的制修订中持续贡献中国方案和中国智慧。中机生产力促进中心是经中央机构编制委员会批准设立的科技中介服务机构，现隶属于中国机械科学研究总院集团有限公司。该中心长期致力于机械基础零部件的标准化研究与技术咨询服务，是全国紧固件标准化技术委员会的秘书处挂靠单位，同时也是ISO/TC2国内技术对口单位。中心汇集了紧固件标准化领域的多位资深专家，具备深厚的标准化理论基础和丰富的国际标准制修订实践经验。在ISO7042:2025的修订过程中，中机生产力促进中心组织国内紧固件制造企业、科研院所和检测机构，对标准草案进行了深入研究和讨论，就扭矩试验方法、验收程序等技术内容提出了多项建设性意见。中心组织国内有关单位开展了大量验证试验和数据分析工作，为标准的科学性和适用性提供了数据支撑。部分意见和建议已被国际标准采纳，充分体现了我国在紧固件标准化领域技术实力的持续提升和国际话语权的不断增强。六、标准实施的意义和影响6.1对产业发展的促进作用推动质量提升：新标准对扭矩性能指标的精细化要求，将促使制造企业更加重视锁紧结构设计、材料选择、热处理工艺及表面处理等关键环节的优化，全面提升产品内在质量。促进技术创新：标准对试验方法的改进要求将引导企业加大检测设备投入和测试技术研发，形成“标准引领—技术创新—产业升级”的良性循环。增强国际竞争力：采用先进的国际标准有助于我国紧固件企业跨越国际贸易技术壁垒，提升出口产品的国际认可度和市场竞争力。6.2对应用领域的质量保障主要扭矩六角高螺母广泛应用于以下关键领域：-轨道交通：高速列车转向架连接、轨道扣件系统、受电弓系统-能源装备：风力发电机组塔筒法兰连接、齿轮箱内部连接、光伏支架系统-工程机械：挖掘机、起重机的关键连接部位-重型卡车：钢板弹簧连接、车轮固定-矿山机械：破碎机、磨机等重型设备的振动部位连接ISO7042:2025的实施将为上述领域的连接安全提供更加坚实的技术保障，有效降低因紧固件松脱引发的设备故障和安全事故风险。6.3对标准体系建设的支撑作用ISO7042:2025作为ISO紧固件标准体系中的重要组成部分，与ISO898-2（螺母机械性能）、ISO4032（普通六角螺母）、ISO3269（验收检查）等标准共同构成了完整的螺母标准链。本次修订进一步理顺了各相关标准之间的技术衔接关系，丰富了主要扭矩型锁紧螺母的标准族谱，为全球紧固件标准化体系建设提供了有力支撑。七、结论与展望7.1主要结论ISO7042:2025《紧固件主要扭矩六角螺母高螺母（全金属）》是国际紧固件标准化领域的一项重要成果。该标准的发布实施，标志着全金属锁紧螺母技术指标体系实现了全面升级，主要体现在以下方面：第一，标准在继承原有框架的基础上，对尺寸系列、扭矩性能指标、试验方法和验收程序进行了系统修订，形成了更加科学、完整和可操作的