《紧固件表面缺陷》PPT课件.ppt

欧美 紧固件表面缺陷标准 分 析 2006年 06月 一、表面缺陷标准： GB5779.1-2000 紧固件表面缺陷 -螺栓、螺钉一般要求 GB5779.2-2000 紧固件表面缺陷 -螺母 GB5779.3-2000 紧固件表面缺陷 -螺栓、螺钉特殊要求 DIN EN 26157-1 紧固件表面缺陷螺栓、螺钉一般要求 DIN EN 493 紧固件表面缺陷 -螺母 DIN EN 26157-3 紧固件表面缺陷 -螺栓、螺钉特殊要求 ASTM F788/F788M-2000 螺栓、螺钉和螺柱表面缺陷 ASTM F7812/F812M-2000 螺母表面缺陷 适用范围： 1、 GB5779.1-2000 、 DIN EN 26157-1标准 适用于： 一般要求的螺栓、螺钉和螺柱、直径大于 5、产 品等级 A或 B级、机械性能小于 10.9级 。 2、 GB5779.2-2000、 DIN EN 493标准 适用于：螺母、直径大于 5至 39、产品等级 A或 B级、所 有的螺母性能等级。 3、 GB5779.3-2000、 DIN EN 26157-3标准 适用于： 有特殊要求（自动化装配）的螺栓、螺钉和螺柱、 直径大于 5、产品等级 A或 B级、机械性能是 12.9级，但 8.8、 10.9级要合同说明 。 二、历史的经验和现状： 1、用户和生产方对表面缺陷的判定争议最大，最普遍、最激烈。 而且是最不好区分，而结果往往是在表面缺陷质量上大做文章， 忽视了内在质量 。 2、表面缺陷质量争议在出囗贸易中是最多的，也是最不能统一、 较难掌握、难判断的一项技术、质量问题。用户代表在验收时 或国外客户由此提出退货的质量索赔，是最多的一个项目。 3、国家在 90年代初提出质量缺陷分级的观念。 致命质量缺陷 A级、 重要质量缺陷 B级、 C级。 4、在紧固件质量上要分清主次， 处理好内在与外在的质量关系。 三、表面缺陷常见主要种类和引起原因： 引起表面缺陷原因：材料、工艺、模具。 a、轴向开裂、发纹 (有连续的和不连续之分 )。 b、螺栓六角头部和螺母对边的轴向裂逢，倒角处的开裂。 c、表面黑疤、麻点。 d、螺纹处的磕碰伤（热处理、电镀锌过程、生产过程引起。 e、螺栓掉头（园弧小、材料塑性、工艺氢脆、淬火开裂）。 f、热处理淬火开裂（不规则的）。 四、掌握的尺度和判断原则： 1、根据产品开裂的程度，分清开裂对产品影响的程度。按 ISO3269标准 区别是否会造影响使用功能性。如不影响或不会 造成功能性损害则不应提出拒收。 2、分清开裂的性质和程度： 横向还是纵向、是热处理裂逢还是材料的表面裂缝，表面 发纹裂逢不会造成功能性损害，但有时电镀和热镀锌要扩大 裂缝的程度，但实际上不会造 成伤害。 3、 掌握量与质的关系 。 一般在标准允许极限范围内的缺陷，应控 AQL4.5之内。 4、按标准规定的程序进行表面缺陷的检查和判断合格与否？ 5、 出囗紧固件不能按表面缺陷标准的极限规定值统一掌握，要 针对不同的用户适当区分，一般在允许极限的范围内要收紧 50%为妥当。 6、供需双方的共识： 紧固件生产在保证紧固件产口内在质量的前題下，要努力 提高外观质量。 使用者要把重点放在内在质量和实际使用功能性指标的要 求上，对外观质量在不影响使用前题下，掌握的尺度該严的 则严，該宽的则宽的原则进行 。 四、掌握的尺度和判断原则： 7、表面缺陷的判定有 3个原则 表面缺陷标准中也强调 “ 任何损伤除非能证明削弱功 能使用性 ” 。 要处理好内在性能的质量和表面缺陷的质 量的关系。 对表面缺陷的判定有 3个原则： 1、淬火裂鏠是不允许的。 2、任何损伤除非能证明削弱功能使用性。 3、先进行非破坏性检查，后进行破坏性检查仲载。 五、表面缺陷质量的极限要求 、螺栓表面缺陷 裂缝是一种清晰的沿金属晶粒边界或横穿晶粒的断裂并可 能含有其它元素的夹杂物。裂缝通常是在锻造或其它成型工序 或热处理的过程中，由于金属受到过高的应力而造成的，也可 能在原材料中存在的裂鏠。当工件被再次加热时，通常由于氧 化皮的剥落而使裂缝变色。 （一）淬火裂缝（痕） 1、在热处理过程中，由于过大的热应力和变形应力，造成淬火裂 痕。裂痕通常沿着物件表面以不规则的方式随机产生。典型的 淬火裂痕如下图所示。 2、允许极限：不允许有任何程度（深度、长度）及位置之裂痕。 （一）淬火裂缝（图） 淬火裂鏠原因分析： 热处理淬火后获得的马氏体组织比其它组织要大，体积膨 胀，同时由于冷却时的不均匀性，有内热应力，从而使工件发 生变形，当热处理的内应力大于工件的强度，就要发生开裂。 1、 淬火时冷却速度太快 。（淬火温度、淬火液理想的淬 火介质是在从奥氏体组织转变时有较强的冷却速度，而在接近 马氏体点时冷却速成又要缓和的冷却速度。） 2、 淬火后要及时回火 ，如不能及时回火，要采取措施用低温回 火，消除热应力过渡一下。（如停电） 3、头下清角、螺纹滚轧的应力。 4、材料（化学成份和原始晶粒组织原因）。 （二）锻造裂缝（痕） 1、外观特征：锻造或切料毛胚操作中，由于工艺不 当或原材料固有的缺陷而产生。一般位于螺栓的顶 面或周缘。典型的锻造裂痕如下图所示。 锻造裂缝允许极限和原因分析： 2、允许极限：若锻造裂痕长度不超过 1D且裂痕的 宽度或深度不超过 0.04D，则在螺栓头部上产生裂痕 是允许的。 引起六角头顶部的裂鏠是： 1、材料质量引起的。 如材质的方框偏析和疏松。 2、冷镦工艺的一序成形不合理。 （三）、裂纹或条痕： （ 1）、外观特征：由于材料中固有的缺陷而造成。加 工时会沿着螺纹、主杆和头部纵向方向以直线或平滑 曲线断续地显现着。锻造加工后可能因缝而产生爆裂 情形。比例达 65%以上。 分析冷镦工艺对材料的要求： 1）、材料表面质量要好。这是冷镦和热镦中最特出的问 题，材料表面的发纹和微细裂是引起镦锻开裂的主要 因素。 这类裂缝是沿轴线方向，几乎占产品开裂比例 75%以上。 但轴向的裂缝并不影响强度，就是外观质 量不好，让用户担心而拒收，非常可惜。 2）、冷镦工艺要求材料硬度要低，塑性要好，便于冷镦 加工成形 。低碳量钢含碳量低于 0.20%、抗拉强度 b420N/mm2， 冷作硬化趋势就小。中碳钢或低碳、 中碳合金钢要进行退火处理，退火后的硬度 HRB 88 为最隹。退火过程中要防止脱 碳和氧化皮的生成。 材料表面质量对工艺的影响 冷镦工艺对材料的要求： 3）、材料中心疏松，方框偏析小。否则容易发生 螺栓掉头现象，螺栓搓丝容易引起中心疏松开裂 。 4）、含硅 Si、 Mn低，冷作硬化程度低，所以拉丝 面缩率尽量取下限，避免过高的冷作硬化。 5）、热镦工艺要求材料外观质量要好。加热温度 不能有过烧现象，否则生成的氧化皮直接影响到 产品外观质量。 2、允许极根 （ 1）在螺栓、螺丝及螺柱的主杆上，若缝深 度不超过 0.03D，则缝是允许的。 （ 2）若缝产生在头部相邻两侧面之交接处， 而量测其对角尺寸仍在公差下限内，则缝 是允许的。 （四）、爆裂及剪爆裂： 1、外观特征：爆裂是在金属内爆开成一条裂痕。在 锻造过程中，爆裂产生在头部之边面或边角上，剪爆 裂是在金属内爆开成一条和主轴成 45 角的裂痕。 2、允许极限： （ 1）对六角螺栓、螺丝，若爆裂 /剪爆裂并无由头边面延伸至头 部圆冠斜面处，或延伸至头底承面，且爆裂 /剪爆裂产生在相邻 两头部边面之交接处，而量测其对角尺寸仍在公差下限内，且 爆裂 /剪爆裂宽度或深度并无超过 0.06D（或 0.062， 1.6mm ） 取最小者 ,则爆裂 /剪爆裂是允许的。 （ 2）对凸缘和圆头螺栓、螺丝而言，若二条以下之爆裂 /剪爆裂， 其宽度不超过 0.04DC，且一条爆裂 /剪爆裂，其宽度不超过 0.08DC则爆裂 /剪爆裂是允许的 （五）、空隙和麻坑： 1、外观特征：原材料内部之空洞或锻造加工后产生于物件表面 的孔隙称为空隙。空隙因原材料锈斑或切屑毛头或模具标记挤 压后未完全填充而形成，典型的空隙型态如图所示。 2、允许极限： （ 1）若空隙深度不超过 0.25mm或 0.010in或 0.02D，且底承面上之总 空隙面积不超过头底承面面积规格 下限之 10%，则空隙是允许的。 （ 2）决定承面上空隙面积的方式， 必须由买卖双方协议。 （六）、刻痕、击痕和工具擦伤 1、外观特征：典型的工具擦伤刻痕或击痕是因在制造过程、作业过程或 运送过程中，由于物件和物件间，或物件和制造设备间发生强力磨擦或 碰撞，因而在螺栓、螺丝、螺柱表面上产生凹痕。 2、允许极限： （ 1）在不损及产品功能下，刻痕 、击痕、齿痕及刮痕是允许的。 （ 2）位于螺纹最初三扣的凹陷、 擦伤、刻痕和凿槽不得影响螺纹通 规通过，其拧入时的力矩不应大于 0.001d3Nm。 （ 3）、 紧固件表面不允许有影响使 用的毛刺、光滑的、无折迭和其 它加工的缺陷 。 可用手可以搓动 （ 不能割破手 ） ， 又不影响装配 。 （七）、螺纹重叠： 1、外观特征：由于辗牙加工不当，产生金属材料重褶现象， 称为螺纹重叠。 2、允许极限： （ 1）若发生在自牙根径量测起等于或小于牙高 20% 位置上的任何深度和长度之重叠是不允许的。 （ 2）因辗牙加工产生在牙根附近之表面缺陷，若不 超过 0.5%螺纹公称直径，且缺陷是呈水平方向延伸 至邻近螺纹而非指向轴心方向显现的，则重叠是允 许的。 、螺母表面缺陷 （一）淬火裂痕： 1、外观特征：裂痕是由晶粒横切或沿晶界， 且会沿着外来杂质处产生明显裂开纹痕， 裂痕一般是因热处理或锻造或其它成型加 工中过应力产生的。物件被施以重新，热 处理裂痕经常因有锈斑而变色。 2、允许极限：不允许任何程度（深度、长度） 及位置之裂痕。 （二）、裂缝 1、外观特征：缝经常原先就存在原材上，加工时会沿着螺母 轴向方向以直线或平滑线断续地显现着，锻造加工后可能性 因缝而产生爆裂情形。典型的缝型态如图所示。 2、允许极限： （ 1）若缝产生在表面，且 宽度不超过 0.02D，则缝是 允许的。 （ 2）对直径径从 1/4-1-1/2 （含）的六角螺母而言，产 生上述缝时，应测试其保证 荷重，如在标准范围内，则 缝是允许的。 （三）锻造裂痕和杂质裂痕： 1、外观特征：由于锻造或切断毛胚操作中，锻造裂痕在螺母头 顶面以及边缘角处产生，杂质裂痕是固件金属杂质或异物原先 就存在材料中而产生。，典型的锻造裂痕杂质裂痕型态如图所 示。 2、允许极限：若不超过二条自 孔至边缘的裂痕，无一条裂痕 自孔至第一牙，且裂痕深度不 超过牙高的 0.5倍，裂痕宽度不 超过 0.02D或 0.012IN，则在螺 母的顶面和底面上的锻造裂痕 和杂质裂痕是允许的。 （四）、空隙和麻坑 1、外观特征：原材料内部之空洞，或锻造加工后产生于物件 表面孔隙称为空隙。空隙因原材料锈斑或切屑毛头或模具 标记挤压后未完全填充而形成，典型的空隙型态如图所示。 2、允许极限： （ 1）产生于螺母表面的空隙深度不超过 0.01in或 0.02D，且所有空隙总面积不超 过承面积 (最小 )的 10%,则空隙是允许的。 （ 2）决定承面上空隙面积的方式，必须 由买卖双方协议。 （五）、工具擦伤 1、外观特征：在治模具移动间，于螺母表面产生如纵向或 同心圆槽般之浅沟称之为工具擦伤。典型的工具擦伤型态 如图所示。 2、允许极限： （ 1）承面上表面粗糙度 Ra若不超 过 3.2UM，则工具擦伤是允许的。 （ 2）在其它部位所产生之工具擦 伤是允许的。 3）螺纹内孔拉脱是不允许的。 六、 表面缺陷 特性 验收检查的程序 检验标准： ISO3269、 GB90.1 1、去除表面镀锌和热镀锌层。 2、紧固件的表面缺陷分： 非破坏性检查和破坏性检查二类。 （用目测检查裂缝等缺陷是非破坏性检查。） 3、检查顺序分： 先进行非破坏性检查 后进行破坏性检查。 如果非破坏性检查能确定时，就不用进行破坏性检 查。 4、表面缺陷的抽样方案： 非破坏性检查的值为 0.65， 样本 n=20、 判定数 C 0 或 n= 50、 判定数 C 1 *有争议时一般取较大的样本。 破坏性检查的值为 1.5， 抽样方案（ n=3， C 0） 六、 表面缺陷特性验收检查的程序 六、 表面缺陷特性验收检查的程序 非破坏性检查允许采用任何方法检查，如磁粉探伤、放大 10 倍目测等。 破坏性检查： 螺栓是通过缺陷最大深处取一个垂直部位进行检查。 破坏性检查对螺母进行： 1、扩孔试验。 2、螺母錐形保证载荷试验。 3、美制螺母錐负荷扩孔试验。 * 很重要的说明：如表面缺陷各项指标经检查均符合要求， 还要确定机械性能的检查必须合格。才能最后判定表面缺陷 合格。 七、紧固件交货的外观状态： 1、 紧固件外观质量要求： * 没有进行热处理的紧固件应提供本色 。 不允许有浮锈 。 (pln) * 表面不允许有热处理后形成的氧化皮 。 * 产品表面要上薄油 .。 * 允许热处理后有发黑氧化 。 * 不锈钢表面要光亮本色 。 例： BS916 black bolts 粗制螺栓 不是表面发黑 。 2、 螺栓表面缺陷按 ISO6157 紧固件表面缺陷 执行 。 紧固件表面不允许有影响使用的毛刺 、 光滑的 、 无折迭和其 它加工的缺陷 。 可用手可以搓动 （ 不能割破手 ） ， 又不影响装配 。 支承面下的毛刺是不允许的 。 螺栓的加工艺中心孔是允许的 。 精制螺栓必须倒角 。