螺钉的基础知识(吕保国存)

螺钉的基础知识螺钉的基础知识(吕保国吕保国存存)（一）、螺丝工艺流程一）、螺丝工艺流程（二）、外形及结构参数二）、外形及结构参数1、常用牙型2、螺钉种类从使用上分：1.机螺钉 2.自攻螺钉 3.钻尾螺钉 4.墙板钉 5.纤维板钉 6.木螺钉7.六角木螺钉 8.不脱出螺钉 9.组合螺钉 10.微型螺钉 11.家具螺钉 12.电子螺钉 从螺纹部分的不同：公制螺纹：GB，DIN，JIS标准（MM,60度）美制螺纹：ANSI,ASME标准（INCH,60度）韦氏（惠氏）螺纹：BSW 标准(INCH,55度)3、常见头型1.圆柱头（Cheese head）2.定位头/中柱头(Binding head)3.盘头/平元（Pan head)4.扁圆头/蘑菇头/伞头mushroom head(Truss head)5.沉头 countersunk head(Flat head俗称K头)6.半沉头 raised countersunk head(Oval head)7.圆头（Round head)8.六角头（Hexagon head)9.六角垫圈头(Hexagon Washer head)10.平元垫圈头（Pan Washer head）A、不同头型尺寸参数不同头型尺寸参数（二）B、主要头型特征应用情况圆柱头（C型）：外径和厚度均可订制，适用于有特殊外径和厚度的装配。典型应用：数码相机上，液晶屏等省空间及隐型设计盘头/平元头（P头）：最通用的螺丝头形式，应用最为广泛。螺丝头直径较小，外观孔较为美观定位头/中柱头（B头）：螺丝头直径加大，底部有一定的平面，可承受较大的螺丝扭力，多次拆装产品不会将面压塌，孔也不易打穿，一般用于32寸以上电视的装配连接。扁圆头/伞头（T头）：螺丝头直径较大，由于头部较扁，螺丝头承受力较小，同一规格的螺丝所用批头需小一号。沉头（K/F头）：螺丝头完全隐藏，自定位，必须配沉头螺丝孔结构，对于有综合制造误差的零件装配不宜使用。六角垫圈/平元垫圈头（HW/PW）：螺丝头上部与标准螺丝头致，下面的垫圈可根据用户要求定制。圆头（R头）：标准的半球面，用于螺丝头露在表面的外观零件。4、牙型、牙型机械牙：适用于金属件及有机玻璃（机械牙：适用于金属件及有机玻璃（PMMA）电木等硬度较高塑料件之间的联接电木等硬度较高塑料件之间的联接 机械牙螺丝一般不热处理，所用线材的材质通常为机械牙螺丝一般不热处理，所用线材的材质通常为SWCH6A、SAE1006，1008当然当然8A、10A、15A、18A或或22A均可。若机械牙螺丝在使用时有强度要求时其螺丝必须经均可。若机械牙螺丝在使用时有强度要求时其螺丝必须经热处理，其热处理的工艺为调质处理，其材质也相应变更：热处理，其热处理的工艺为调质处理，其材质也相应变更：22A（只限于只限于8.8级以下级以下）、）、10B21、SCM435或其它合金钢或其它合金钢。A、三角自攻牙（细牙）三角自攻螺钉具有弧形三角截面三角自攻螺钉具有弧形三角截面,拧入力矩低拧入力矩低,锁紧性能高锁紧性能高,可与机制螺钉互换使用可与机制螺钉互换使用,主主要用于铸要用于铸铁铁,铝铝,铝合金铝合金,铁板及塑料之自攻组合。共有铁板及塑料之自攻组合。共有S型型,C型型,。自攻牙螺丝，通常情况下需热处理，其热处理工艺为渗碳处理。自攻牙螺丝，通常情况下需热处理，其热处理工艺为渗碳处理。选用材质为选用材质为15A、18A、22A，若在有较高扭力要求时，通常选用，若在有较高扭力要求时，通常选用22A材质。材质。B、三角形自攻牙（粗牙）C、非三角型自攻螺钉、非三角型自攻螺钉：5、机制螺纹配合公差（一）机制螺纹配合公差（二）6、自攻螺丝柱设计（适应于、自攻螺丝柱设计（适应于ABS塑料）塑料）(三三)自攻螺丝的机械性能规定及检验自攻螺丝的机械性能规定及检验所谓机械性能是指自攻螺丝经热处理后的所谓机械性能是指自攻螺丝经热处理后的硬度、渗碳深度、抗拉强度、扭矩强度等。硬度、渗碳深度、抗拉强度、扭矩强度等。一般情况下，机械牙螺丝不需热处理，因一般情况下，机械牙螺丝不需热处理，因此机械性能要求很低，通常情况下，也不此机械性能要求很低，通常情况下，也不需做此方面的测试。但有强度等级情况下，需做此方面的测试。但有强度等级情况下，均需做热处理（调质），其机械性能要求均需做热处理（调质），其机械性能要求很高。但要求相对统一，具体可参照很高。但要求相对统一，具体可参照ISO898-1，ISO898-7或或GB/T3098.1-2000标标准。调质产品没有表面硬度与心部硬度之准。调质产品没有表面硬度与心部硬度之说说.1 1、硬度、硬度碳碳钢自攻螺自攻螺丝在部在部份份由低由低碳碳钢所制成，所制成，当当客客户有要求有要求时，也有使用中，也有使用中碳碳钢制制造，但大部造，但大部份份使用使用AISI10181022AISI10181022（SWCH18A22ASWCH18A22A）材料材料经渗渗碳碳处理理来达来达到到规范所要求之范所要求之硬度。自攻螺硬度。自攻螺丝之硬度可分之硬度可分为表面硬表面硬度度与与心部硬度，各心部硬度，各规范范对自攻螺自攻螺丝的的硬度要求如下表硬度要求如下表规定：定：注：1、使用HV0.3荷重测试.2、使用HV0.5荷重测试。3、螺丝规范ST3.9时使用HV5荷重测试；ST4.2时使用HV10荷重测试。4、使用HV5荷重测试。表面硬度（表面硬度（SurfaceHardness)自攻螺丝需经渗碳热处理以获得非自攻螺丝需经渗碳热处理以获得非常硬之表面以便进行螺丝攻入成型常硬之表面以便进行螺丝攻入成型或切削。经渗碳后一般自攻螺丝渗或切削。经渗碳后一般自攻螺丝渗碳后表面应有碳后表面应有45HRC以上之硬度，以上之硬度，以便能攻入铁板中。以便能攻入铁板中。表面硬度测试为达到日常测试或快速检查之目的，为达到日常测试或快速检查之目的，表面硬度可以使用表面硬度可以使用HR15N，Knoop或或Vickers维氏硬度机在螺丝头部的顶面、维氏硬度机在螺丝头部的顶面、螺丝尾端或杆部位置检查。螺丝尾端或杆部位置检查。注意，过重的荷重（注意，过重的荷重（Rockwell洛氏硬洛氏硬度荷重度荷重150kg)将压穿渗碳层，使测试将压穿渗碳层，使测试结果失败。结果失败。表面硬度在美洲地区大都使用表面硬度在美洲地区大都使用SAE所规定的方法测试，所规定的方法测试，在在SAEJ933、J78、J81、J1237规范中对于自攻螺规范中对于自攻螺丝的表面硬度测试若有争议时其仲裁方法如下：丝的表面硬度测试若有争议时其仲裁方法如下：a)样品应能在镶埋材料中得到适当的支撑。样品应能在镶埋材料中得到适当的支撑。b)读取将取自螺丝剖面的中心线处的范围内测量，测试读取将取自螺丝剖面的中心线处的范围内测量，测试时在显微镜上量测样品截面之外径时，最少应有原样时在显微镜上量测样品截面之外径时，最少应有原样品外径品外径95%以上。以上。c)使用使用500g荷重之荷重之Knoop或或300g之之Vickers硬度机在硬度机在制品表面下制品表面下0.002英寸之位置读取硬度值。英寸之位置读取硬度值。d)硬度值须符合表面硬度最低要求。硬度值须符合表面硬度最低要求。心部硬度心部硬度(Core Hardness):渗碳后螺丝的心部硬度，一般在2838HRC之间，钻尾螺丝为3240HRC。心部硬度测试心部硬度测试依依SAEJ933、ISO2702、JISB1055的规的规定，心部硬度应在螺丝截断面上靠近尾端定，心部硬度应在螺丝截断面上靠近尾端完全螺纹处量测，由螺纹谷径至螺丝半径完全螺纹处量测，由螺纹谷径至螺丝半径的中间点处量测。的中间点处量测。渗碳深度（渗碳深度（Case Depth)Case Depth)渗碳深度相当重要，渗碳太浅螺丝无法正确进行组装作业，渗碳太深延展性会受到影响，所谓的渗碳深度在自攻螺丝来说是采用有效渗碳深度来规定。各规范对自攻螺丝的渗碳深度要求如下表：注1：ISO2702及JIS B1055的有效渗碳深度判定，是使用基材硬度值与渗碳层曲线图硬度值差异达30HV为判定基准。延展性延展性自攻螺丝经渗碳处理自攻螺丝经渗碳处理淬火淬火回火后，为免因热处理不当回火后，为免因热处理不当导致过硬而脆性加致破断，通常须测试其延展性（韧性）导致过硬而脆性加致破断，通常须测试其延展性（韧性）状况。测试方法为将螺丝样品置入一经硬化处理且呈某一状况。测试方法为将螺丝样品置入一经硬化处理且呈某一角度（参阅下表）的测试座或其他适当的设备，测试座的角度（参阅下表）的测试座或其他适当的设备，测试座的孔穴依孔穴依ASME18.6.4规定应比螺丝公称直径大规定应比螺丝公称直径大0.020.04英英寸（寸（0.51.0mm）。施以轴向压力于螺丝头顶部，压力应）。施以轴向压力于螺丝头顶部，压力应持续直到头下承面与螺丝轴心呈现（下表）规定角度的永持续直到头下承面与螺丝轴心呈现（下表）规定角度的永久弯曲。若头部分离即为失败。卓越公司在客户要求的情久弯曲。若头部分离即为失败。卓越公司在客户要求的情况下均做况下均做15斜面敲击测试。斜面敲击测试。V 破断扭力(Breaking Torque)所有尺寸的自攻螺丝均须作扭矩测试所有尺寸的自攻螺丝均须作扭矩测试.测试时测试时将装入一盲孔将装入一盲孔/虎钳虎钳/卡盘的固定装置中卡盘的固定装置中,经校经校正过之扭矩设置扭动直至螺丝断裂正过之扭矩设置扭动直至螺丝断裂(通常破通常破断处位于螺纹断处位于螺纹),所测出之扭矩至少等定值或所测出之扭矩至少等定值或更高者为合格更高者为合格.VI 头部坚固性VII电动或风批锁紧螺丝扭矩值对螺钉施加的力矩:分为三类情况:I类:对无头金属螺钉,如果螺钉拧紧 时不从孔里伸出II.对其它金属螺钉和对螺母;对下列绝缘材料螺钉:-带六角头,其横截面尺寸超过 螺纹外廓直径或 -带圆柱头和键用凹座,其凹座 横截面尺寸不小于螺纹直径 的0.83倍,或 -带有一个一字或十字槽头,其 长度超过螺纹外径的1.5倍III类.对绝缘材料的其它螺钉(四四)螺丝的表面处理及检验螺丝的表面处理及检验Znw:电镀亚锌（白锌）电镀亚锌（白锌）Znc:电镀彩锌电镀彩锌Znb：电镀黑锌：电镀黑锌Ni:电镀镍电镀镍包括电镀白镍（也叫光亮包括电镀白镍（也叫光亮镀镍）及电镀黑镍镀镍）及电镀黑镍氢脆氢脆大部份自攻螺丝之表面被覆系使用镀锌或磷酸锌披覆大部份自攻螺丝之表面被覆系使用镀锌或磷酸锌披覆,镀镉因镀镉因其高成本和毒性因此使用的很少其高成本和毒性因此使用的很少.如果产品是外观件如果产品是外观件,可以可以选择镀镍或铬选择镀镍或铬.表面处理潜在问题表面处理潜在问题:一一-为表面处理不仅会加大尺寸为表面处理不仅会加大尺寸(如孔穴的缩小等如孔穴的缩小等)且不同的且不同的表面处理会影响扭矩、旋紧程度、强度间之关系。表面处理会影响扭矩、旋紧程度、强度间之关系。二二-为高硬度并小尺寸之自攻螺丝常因氢脆化导致使用失败，为高硬度并小尺寸之自攻螺丝常因氢脆化导致使用失败，此类自攻螺丝为了要攻入铁板中，不得不予渗碳处理。在此类自攻螺丝为了要攻入铁板中，不得不予渗碳处理。在渗碳处理后全产生高硬度及高碳含量，当以此状况做电镀渗碳处理后全产生高硬度及高碳含量，当以此状况做电镀或酸洗处理时常会产生氢脆化或酸洗处理时常会产生氢脆化。概念概念:氢脆氢脆hydrogenembrittlement:金属或合金吸收氢原子金属或合金吸收氢原子和有应力存在下而引起的脆性和有应力存在下而引起的脆性.渗氢渗氢seepagehydrogen:金属制件在浸蚀、除油或电镀待过金属制件在浸蚀、除油或电镀待过程中常有吸附氢原子的这种现象。程中常有吸附氢原子的这种现象。氢脆测试氢脆测试氢脆测试主要是测试自攻螺丝是否残留氢在氢脆测试主要是测试自攻螺丝是否残留氢在螺丝组织中，及是否会使得螺丝产生脆化螺丝组织中，及是否会使得螺丝产生脆化（通常脆断不是一下子就发生，需施予一（通常脆断不是一下子就发生，需施予一定之应力才会显现出来），电镀或披覆之定之应力才会显现出来），电镀或披覆之螺丝应装入规定的孔径及厚度的测试板和螺丝应装入规定的孔径及厚度的测试板和钢制的平华司中，突出头型螺丝头下承面钢制的平华司中，突出头型螺丝头下承面使用标准的平华司，装在头下承面之平华使用标准的平华司，装在头下承面之平华司或间隔片的厚度应能符合螺丝的最大无司或间隔片的厚度应能符合螺丝的最大无效螺丝长度效螺丝长度.盐雾测试盐雾测试(抗腐蚀信赖性实验抗腐蚀信赖性实验)盐雾测试主要是针对产品表面处理的抗腐蚀性测试.主要设备为盐雾测试机.盐雾机标准:GB/T5170.2-96;GB/T10125-1997;ISO 9227:1990;GB10587-89;盐雾试验方法:GB/T2423.17-93;ISO4042:1999(E)判定标准:GB/T6461-2002，我们可选保护5级为标准。GB/T 3138-1995GB/T 3138-1995金属镀覆和化学处理与有关过程术语金属镀覆和化学处理与有关过程术语阳极氧化阳极氧化anodizing：金属制件作为阳极在一定的电解液中进行电解，使其表面形成一层具有某种功能（如防护性，装饰性或其它功能）的氧化膜的过程。化学镀（自催化镀）化学镀（自催化镀）autocalyticplating：在经活化处理的基体表面上，镀液中金属离子被催化还原形成金属镀层的过程。电镀电镀electroplating：利用电解在制件表面形成均匀、致密、结合良好的金属或合金沉积层的过程。光亮电镀光亮电镀brightplating：在适当的条件下，从镀槽中直接得到具有光泽镀层的电镀。合金电镀合金电镀alloyplating：在电流作用下，使两种或两种以上金属（也包括非金属元素）共沉积的过程。挂镀挂镀rackplating：利用挂具吊挂制件进行的电镀。滚镀滚镀barrelplating：制件在回转容器进行电镀。适用于小型零件。磷化磷化phosphating：在钢铁制件表面上形成一层难溶的磷酸盐保护膜的处理过程。除氢除氢removalofhydrogen：金属制件在一定温度下加热或采用其他处理方法以驱除金属内部吸收氢的过程。封闭封闭sealing：在铝件阳极氧化后，为降低经阳极氧化成氧化膜的孔隙率，经由在水溶液或蒸汽介质中进行的物理、化学处理。其目的在于增大阳极覆盖层的抗污能力及耐蚀性能，改善覆盖层着色的持久性或赋予别的所需要的性质。离心干燥机离心干燥机centrifuge：利用离心力使制件脱水干燥的设备。水的软化softening of water：除去水中的Ca2+、Mg2+等离子以降低其硬度的过程。硬度硬度hardness：镀层抵抗其它物体刻划或压入其表面的能力，是镀层的一项重要机械性能。根据测定方法的不同可用不同量值表示硬度，如布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度和努氏硬度等。硬度常用显微硬度计测定。起泡起泡blister：在电镀层中由于镀层与底金属之间失去结合力而引起一种凸起状缺陷。起皮起皮peeling：镀层呈片状脱离基体的现象。钝化钝化passivation：在一定溶液中使金属阳极极化超过一定数值后，金属溶解速率不但不增大，反而剧烈减小，这种使金属表面由“活化态”转成为“钝态”的过程称为钝化。由阳极极化引起的钝化引起的电化学钝化，而由溶液中某些钝化剂的作用引起的钝化则称为化学钝化。界面张力界面张力interfacialtension：两相界面间存在的使界面收缩的作用力称为界面张力。若其中一相为气体则称为表面张力。