螺钉基础知识培训 惠科电子（深圳）有限公司 （一）、螺丝工艺流程 （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，八戒体育注册螺丝头承受力较小，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 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 机械牙螺丝一般不热处理，所用线材的材质通常为SWCH 6A、SAE1006，1008 当然8A、10A、15A、18A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8.8级以下）、10B21、SCM435 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, 拧入力矩低, 锁紧性能高, 可与机制螺钉互换使用, 主要用于铸 铁, 铝, 铝合金, 铁板及塑料之自攻组合。共有S型, C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。 选用材质为15A、18A、22A，若在有较高扭力要求时，通常选用22A材质。 B、三角形自攻牙（粗牙） C、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ABS塑料） (三)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，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ISO 898-1， ISO 898-7或GB/T3098.1-2000标准。调质产品没有表面硬度与心部硬度之说. 1、硬度 碳钢自攻螺丝在部份由低碳钢所制成，当客户有要求时，也有使用中碳钢制造，但大部份使用AISI1018~1022（SWCH18A~22A）材料经渗碳处理来达到规范所要求之硬度。自攻螺丝之硬度可分为表面硬度与心部硬度，各规范对自攻螺丝的硬度要求如下表规定： 表面硬度（Surface Hardness) 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或切削。经渗碳后一般自攻螺丝渗碳后表面应有45HRC以上之硬度，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，表面硬度可以使用HR15N，Knoop或Vickers维氏硬度机在螺丝头部的顶面、螺丝尾端或杆部位置检查。 注意，过重的荷重（Rockwell洛氏硬度荷重150kg)将压穿渗碳层，使测试结果失败。 表面硬度在美洲地区大都使用SAE所规定的方法测试，在SAE J933、J78、J81、J1237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： a)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95%以上。 c)使用500g 荷重之Knoop或300g之Vickers硬度机在制品表面下0.002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。 心部硬度 心部硬度(Core Hardness):渗碳后螺丝的心部硬度，一般在28~38HRC之间，钻尾螺丝为32~40HRC。 心部硬度测试 依SAE J933、ISO2702、JIS B1055的规定，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的中间点处量测。 渗碳深度（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： Ⅳ延展性 自攻螺丝经渗碳处理→淬火→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）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，测试座的孔穴依ASME18.6.4规定应比螺丝公称直径大0.02~0.04英寸（0.5~1.0mm）。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15°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.测试时将装入一盲孔/虎钳/卡盘的固定装置中,经校正过之扭矩设置扭动直至螺丝断裂(通常破断处位于螺纹),所测出之扭矩至少等定值或更高者为合格. 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) 螺丝的表面处理及检验 Znw: 电镀亚锌（白锌） Znc: 电镀彩锌 Znb：电镀黑锌 Ni: 电镀镍 《包括电镀白镍（也叫光亮镀镍）及电镀黑镍》 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,镀镉因其高成本和毒性因此使用的很少. 如果产品是外观件,可以选择镀镍或铬. 表面处理潜在问题: 一 - 为表面处理不仅会加大尺寸(如孔穴的缩小等)且不同的表面处理会影响扭矩、旋紧程度、强度间之关系。 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，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，当以此状况做电镀或酸洗处理时常会产生氢脆化。 概念:氢脆hydrogen embrittlement:金属或合金吸收氢原子和有应力存在下而引起的脆性. 渗氢seepage hydrogen: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。 氢脆测试 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（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效螺丝长度.具体氢脆测试参照QA-SOP-10 盐雾测试(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 3138-1995金属镀覆和化学处理与有关过程术语 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）autocalytic plating：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bright plating：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alloy plating：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rack plating：利用挂具吊挂制件进行的电镀。 滚镀barrel plating：制件在回转容器进行电镀。适用于小型零件。 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removal of hydrogen：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peeling：镀层呈片状脱离基体的现象。 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interfacial tension?：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。 * 32~40HRC 50~56 HRC 英制自钻螺丝 SAE J78 270~425HV4 560HV Min 公制自钻螺丝 DIN 7504 英制自攻螺丝 SAE J933 28~38HRC 45HRC Min 英制三角螺纹螺丝 SAE J81 28~38HRC 45HRC Min SAEJ1237 240~370HV4 450HV Min 公制三角螺纹螺丝 DIN 7500 270~390HV3 JIS B 1055 270~390HV1 DIN267/12 270~390HV3 450HV Min 公制自攻螺丝 ISO2702 心部硬度 表面硬度 分类 规范 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。 42HRC（412HV） 450HV1 450HV 42HRC（412HV） 有效渗碳深度判定之硬度基准值 0.13~0.28 M12 0.15~0.32 0.13~0.28 M10 0.15~0.28 ST6.3~8.0 0.15~0.28 0.13~0.28 M6~8 0.005~0.011 ?或以上 0.10~0.23 ST3.9~5.5 0.10~0.25 0.10~0.23 M4~5 0.004~0.009 8#-12# 0.05~0.18 ST2.9~3.5 0.05~0.18 0.05~0.18 M3~3.5 0.002~0.007 4#-6# 0.04~0.10 ST2.2~2.6 0.04~0.12 0.05~0.18 M2~2.5 渗碳深度 规格 渗碳深度 规格 渗碳深度 规格 SAE J78、SAE J81、SAE H933 ISO2702、DIN7504、JIS B1055、DIN267/12 DIN 7500 SAE J1237 规范 英制自攻螺丝 公制宽螺丝 公制三角螺纹 分类 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HV为判定基准。 -- -- -- 10~ 15 ° -- 10 ° 10 ° -- 7 ° 5 ° 10 ° 延展性 DIN 7504 DIN 7500 DIN 267/12 JIS B 1055 ISO 2702 SAE J1237 ASNE B18.6.4 SAE J933 SAE J81 SAE J78 英制规范 F.I.P1000 自攻螺丝功能性 1.25 2.5 5.3~6 1.0 2.0 0.8 4.7~5.3 0.9 1.8 0.8 4.1~4.7 0.6 1.2 0.7 3.6~4.1 0.6 0.8 0.4 3.2~3.6 0.6 0.6 0.3 3.0~3.2 0.5 0.5 0.25 2.8~3.0 0.4 0.4 0.2 2.8内 III II I 力矩(NM) 螺钉外径 *

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