緊固件機械性能 自擠螺釘 GB /T 3098.7 - 2000
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材料、機械性能
3 材料
自擠螺釘應由滲碳鋼冷墩制造。表1給出的材料化學成分僅是指導性的。表1 化學成分
分析
成分極限,%
碳
錳
桶樣
0.15~0.25
0.70~1.65
檢驗
0.13~0.27
0.64~1.71
注：如果通過添加鈦和（或）鋁使不起作用的硼受到控制，則硼含量可達到0.005%。
4 機械和工作性能
4.1 項目
機械和工作性能項目及相應的試驗方法見表2。表2 機械和工作性能項目
性能項目
技術要求（條或表）
試驗方法（條）
芯部硬度
4.3
5.1
表面硬度
4.3
5.2
滲碳層深度
4.4、表4
5.3
破壞扭矩
4.5、表3
5.4
頭部堅固性
4.6
5.5
擰入性能
4.7、表3
5.6
抗氫脆性
4.8
5.7
再回火后的芯部硬度
4.9
5.8
破壞拉力載荷
4.10、表3
5.9
4.2 熱處理
螺釘成品應進行表面淬火和回火處理。最低回火溫度為340℃，并應符合表3規(guī)定的各項機械和工作性能要求。表3 機械和工作性能要求
螺紋公稱直徑
mm
破壞扭矩
Min
N·m
擰入扭矩
Max
N·m
破壞拉力載荷（參考）
Min
N
2
0.5
0.3
1940
2.5
1.2
0.6
3150
3
2.1
1.1
4680
3.5
3.4
1.7
6300
4
4.9
2.5
8170
5
10
5
13200
6
17
8.5
18700
8
42
21
34000
10
85
43
53900
12
150
75
78400
4.3 硬度
芯部硬度應為290~370HV10，最低表面硬度為450HV0.3。
4.4 表面滲碳層深度
表面滲碳層深度應符合表4 規(guī)定。表4 表面滲碳層深度
螺紋公稱直徑
表面滲碳層深度
min
max
2、2.5
0.04
0.12
3、3.5
0.05
0.18
4、5
0.10
0.25
6、8
0.15
0.28
10、12
0.15
0.32
4.5 破壞扭矩
按5.4條的規(guī)定進行試驗時，破壞扭矩應符合表3規(guī)定。斷裂不應發(fā)生在被夾緊的螺紋部分。
4.6 頭部堅固性
按5.5條的規(guī)定進行試驗，當螺釘頭下支承面產生永久變形并與垂直于螺釘軸線的平面之間的夾角達到7°時，頭、桿結合處不能出現(xiàn)裂縫。只要螺釘頭部沒有折斷，即使在第一扣螺紋處斷裂，試驗仍應判為合格。
4.7 螺紋擠壓成形的能力
用螺紋無永久變形（在10倍放大鏡下檢查）的螺釘，在5.6條規(guī)定的試驗板上，應能擠壓出與其匹配的內螺紋。在擠壓螺紋的過程中，擰入扭矩應不超過表3規(guī)定的擰入扭矩值。
在試驗板上由螺釘擠壓成形的內螺紋，應能擰入螺紋符合GB/T 197、公差帶為6h的外螺紋緊固件內，并能承受GB/T 3098.2規(guī)定的性能等級為8級的保證載荷。
4.8 抗氫脆性
自擠螺釘，尤其是經(jīng)電鍍的自擠螺釘有氫脆斷裂的傾向，因此應按GB/T 3078.17規(guī)定的檢查氫脆試驗（平行支承面法），對工藝進行審查，以保證與氫脆有關的工藝受到控制。一旦發(fā)現(xiàn)氫脆，則必須改進工藝。
電鍍后的螺釘應按 GB/T 5267 的規(guī)定進行驅氫。
注：最好按ISO 10683的規(guī)定進行非電解鋅粉覆蓋層。
4.9 回火后的芯部硬度
按5.8條所述方法，再回火后測出的芯部硬度降低值應不超過20HV。
4.10 破壞拉力載荷
長度≥12 mm或≥3d 的螺釘，經(jīng)供需雙方協(xié)議可進行拉力試驗。
注：表3給出的破壞拉力載荷僅供參考。
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試驗方法、扭矩扳手、標志
5 試驗方法
5.1 芯部硬度試驗
芯部硬度應在螺釘橫截面的1/2半徑處測定。該截面應遠離末端并通過螺紋小徑。試驗按GB/T 4340.1的規(guī)定進行。
5.2 表面硬度試驗
常規(guī)試驗時，表面硬度可在螺釘?shù)哪┒?、桿部或頭部測定（只要表面滲碳層深度和螺釘?shù)膸缀涡螤钤试S），見圖1。試驗方法按GB/T 4340.1規(guī)定。硬度試驗應在除去鍍層后進行。
仲裁試驗時，對螺紋公稱直徑≥4mm的螺釘，應使用維氏顯微硬度計（試驗力HV0.1）。測量應在縱向截面試樣的牙形輪廓上、距試樣邊緣距離至少0.05mm的部位上進行。對螺紋公稱直徑＜4mm的螺釘，試驗條件應協(xié)商確定。
圖1 表面硬度的測量部位
5.3 表面滲碳層深度試驗
表面滲碳層深度是在垂直于表面的、從表面到某點的距離，該點的硬度為芯部實際硬度加上30HV0.3。
仲裁試驗時，應使用顯微硬度計，試驗力為HV0.3，金相試樣的制備見圖2。
1） 僅用于螺紋牙形非完全滲碳。
圖2 表面滲碳層深度的測量部位
5.4 破壞扭矩試驗
用適當?shù)姆椒▽⒙葆斣嚰喂痰匮b到夾具中，見圖3。應保證至少有兩扣完整螺紋夾緊在夾具內，同時夾具外也至少留有兩扣完整螺紋。
另外，用經(jīng)標定的合適的測量裝置，對螺釘施加扭矩，直到螺釘破壞。記錄螺釘破壞時的扭矩值。該值應符合表3的規(guī)定。
1—開口模
圖3 典型的扭矩試驗裝置
5.5 頭部堅固性試驗
將螺釘試件插入楔墊（或其他合適的夾具）的孔中?？讖剑簩Α躆6的螺釘，孔徑為螺紋公稱直徑加上0.05 mm； 對＞M6~Ml2的螺釘，孔徑為螺紋公稱直徑加上0.1mm。對螺釘施加軸向壓力，直至頭部支承面與斜面（與螺釘軸線垂直面的夾角為7°）貼合，見圖4。
本試驗不適用于沉頭螺釘。
注：通常，使用適當?shù)氖皱N一次或多次擊打，達到7°永久變形。
1—楔墊；2—壓力載荷
圖4 頭部堅固性試驗
5.6 擰入性能試驗
擰入性能試驗可以顯示在鋼件中擠壓成形螺紋的能力。
將螺釘試件擰入試板（尺寸見圖5），直至至少有一扣螺紋（螺釘末端除外）伸出試板。
開始擠壓螺紋時，應借助于軸向力：對≤M5的螺釘，最大軸向力Fmax= 50 N；對＞M5的螺釘，最大軸向力Fmax =100 N。
仲裁試驗時，扳擰速度應不超過0.5s-1（30 r/min） 。
試驗過程中出現(xiàn)的最大扭矩就是“擰入扭矩”。
為達到規(guī)定的擰入扭矩，可以增添潤滑劑。
試板應由低碳軋制鋼板制成，硬度為140~180HV30。試板厚度應等于螺釘?shù)穆菁y公稱直徑，孔徑按表5規(guī)定。表5 試板的厚度和孔徑
螺紋公稱直徑
2
2.5
3
3.5
4
5
6
8
10
12
厚度
2
2.5
3
3.5
4
5
6
8
10
12
孔徑
max
1.825
2.275
2.775
3.18
3.68
4.53
5.43
7.336
9.236
11.143
min
1.800
2.250
2.750
3.15
3.65
4.50
5.40
7.300
9.200
11.100
注：試板的厚度公差應符合GB/T 709（軋制鋼板）的規(guī)定。
5.7 抗氫脆性試驗
抗氫脆性試驗見GB/T 3098.17。
5.8 再回火試驗
再回火試驗（溫度330℃ ，保溫1h）前后，同一螺釘芯部三點硬度的平均值之差不應大于20HV。
本試驗不是必須進行的，僅適用于有爭議時的仲裁試驗。
5.9 拉力試驗
將螺釘試件裝到拉力試驗機上，安裝時應保證至少有6扣螺紋露出。對螺釘施加軸向載荷，直至螺釘斷裂。試驗時，夾頭的移動速度不應超過25 mm/min。為避免試件承受橫向載荷，試驗機的夾頭應能自動定心。斷裂應發(fā)生在桿部或螺紋部分，而不應發(fā)生在釘頭與桿的交接處。
6 扭矩扳手
扭矩試驗和擰入性能試驗所用的扭矩扳手，測量誤差應在規(guī)定扭矩值的±3%以內，也可使用能顯示扭矩的且精度相當?shù)膭恿ρb置。
仲裁試驗時應使用手動的扭矩扳手。
7 標志
7.1 標志符號
表面淬硬并回火的自擠螺釘?shù)臉酥痉枮椤?Ｏ-”。
7.2 識別
表面淬硬的自擠螺釘應按7.1條規(guī)定的符號制出凹形或凸形標志。對螺紋公稱直徑≥5mm 的六角頭螺釘或六角花形頭螺釘，必須制出標志并盡量在釘頭上制出。
經(jīng)供需雙方協(xié)議，其他型式的表面淬硬并回火的自擠螺釘也可使用以上標志。
7.3 商標（識別）標志
凡要求制出標志符號的所有產品，標志商標或制造者識別標志是強制性的。