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紧固件SQE应知应会手册

螺

纹

固

件

应

知

应

会

手

册

编制：

罗林

日期：

2011.12.22

绪论..............................................................3/3

第一章紧固件行业常用术语.......................................4/6

第二章常用紧固件材料..........................................7/17

第三章常用紧固件产品标准目录................................18/20

第四章螺纹紧固件生产工艺流程.................................21/26

第五章螺纹紧固件常见缺陷分析.................................27/29

绪论

紧固件是将两个或两个以上的零件（或构件）紧固连接成为一见整体时所采用的一类机械零件的总称。

由于其具有品种规格繁多,性能用途各异,而且标准化、系列化、通用化的程度极高的特点，因此，也有人把已有国家（行业）标准的一类紧固件称为标准紧固件，简称为标准件。

紧固件一般包含螺栓、螺柱、螺钉、螺母、垫圈、销、挡圈、自攻螺钉、木螺丝、铆钉、组合件、连接副和.焊钉等13类；汽车整车厂整车一般使用以下几种类型的紧固件：

1、普通螺栓，带垫组合螺栓，双头螺柱，焊接螺栓，自攻螺栓、自攻螺钉

2、普通螺母，锁紧螺母，焊接螺母

第一章紧固件行业常用术语

1.紧固件：

将两个或两个以上零件（或构件）紧固连接成为一件整体时所采用的一类机械零件的总称。

市场上也称为标准件。

通常包括11类零件（螺栓、螺柱、螺钉、螺母、自攻螺钉、木螺钉、垫圈、销、铆钉、组合件）

2.螺栓：

由头部和螺杆（带有外螺纹的圆柱体）两部分构成的一类紧固件，需与螺母配合，用于紧固连接两个带有通孔的零件。

3.螺柱：

没有头部，仅有两端均带外螺纹的一类紧固件。

4.螺钉：

由头部和螺杆两部分构成的一类紧固件，按用途可分为－机器螺钉、紧定螺钉和特殊用途螺钉。

5.螺母：

带有内螺纹孔，形状一般呈扁六角柱形，也有呈扁方柱形，配合螺栓、螺柱、机器螺钉使用。

6.自攻螺钉：

与机器螺钉相似，但螺杆上的螺纹为专用的自攻螺钉用螺纹，可以直接旋入构件中。

7.垫圈：

形状呈扁圆环形的一类紧固件，置于螺栓、螺钉或螺母的支承面与被连接零件表面之间的，还有弹性垫圈，是起阻止螺母回松的作用的。

8.挡圈：

供装在机器、设备的轴槽或孔槽中，起着阻止轴上或孔中的零件左右移动的作用。

9.销：

主要供零件定位用，有的也可供零件连接、固定零件、传递动力或锁定其他紧固件之用。

10.铆钉：

由头部和钉杆两部分构成的一类紧固件，用于紧固件连接两个带通孔的零件，使之成为一件整体。

11.组合件：

指组合供应的一类紧固件，如将机器螺钉（或自攻螺钉）与平垫圈（或弹簧垫圈、锁紧垫圈）组合供应。

12.连接副：

指将某种专用螺栓、螺母和垫圈组合供应的一类紧固件，如钢结构用高强度大六角头螺栓连接副。

13.惠氏螺纹：

是英国英寸规格紧固件用普通螺纹。

它的螺纹角度是55°。

惠氏螺纹的规格，习惯用公称直径（单位为in）及每英寸牙数表示，尺寸单位采用符号〞。

例如：

1/4〞－20表示公称直径为1/4〞的粗牙惠氏螺纹，20代表一英寸的牙数。

14.统一标准螺纹：

是美国英寸规格紧固件用普通螺纹。

它的螺纹角度是60°。

它的规格用号码（公称直径＜1/4〞或公称直径的英寸分数（≥1/4〞），每英寸牙数和代号（UNC－粗牙，UNF－细牙）表示。

例如：

1/2〞－13UNC，表示公称直径为1/2〞，每英寸13牙粗牙统一标准螺纹。

15.抗拉强度：

指外力是拉力时的强度极限。

芳生12.9级螺丝的抗拉强度≥1220N/mm2。

16.洛氏硬度（HRC）：

适用于调质钢、淬火钢等较硬材料的硬度测定。

。

17.盘元：

是指自厂商购入原始盘条，一个盘元主要包括厂牌、品名、规格、材质、炉号或批号、数量/重量等几个方面的参数

18.退火：

消除线材加工内应力，增加其可锻造性。

19.酸洗：

除去线材表面的一层氧化膜，同时对线材进行表面润滑，以利抽线。

20.抽线：

为了达到我们需要的线材直径。

21.打头（成型）及辗牙：

完成产品外形，并加以牙形的塑造。

第二章常用紧固件材料

一、螺栓、螺钉和螺柱的材料要求（GB/T3098.1-2000）

性能等级

材料和热处理

化学成分，%

回火温度℃

min

max

B1）

max

min

max

3.62）

碳钢

——

0.20

0.05

0.06

0.003

——

4.62）

——

0.55

0.05

0.06

0.003

——

4.82）

5.6

0.13

0.55

0.05

0.06

0.003

——

5.82）

——

0.55

0.05

0.06

6.82）

8.83）

低碳合金钢（如硼、锰或铬），淬火并回火或中碳钢，淬火并回火

0.154）

0.04

0.035

0.003

425

0.25

0.55

0.035

9.8

低碳合金钢（如硼、锰或铬），淬火并回火或中碳钢，淬火并回火

0.154）

0.35

0.035

0.003

425

0.25

0.55

0.035

10.95）、6）

低碳合金钢（如硼、锰或铬），淬火并回火

0.154）

0.35

0.035

0.003

340

10.96）

中碳钢，淬火并回火或低、中碳合金钢（如硼、锰或铬），淬火并回火或合金钢淬火并回火7）

0.25

0.204）

0.55

0.035

0.03

425

0.20

0.55

0.035

0.003

10.96）、8）、9）

合金钢，淬火并回火7）

0.28

0.50

0.035

0.003

380

1）硼的含量可达0.005%，其非有效硼可由添加钛和（或）铝控制。

2）这些性能等级允许采用易切制造，其硫，磷及铅的最大含量为：

硫0.34%；磷0.11%；铅0.35%。

3）为了保证良好的淬透性，螺纹直径超过20mm的紧固件，需采用对10.9级规定的钢。

4）含碳量低于0.25%（桶样分析）的低碳合金钢的锰最低含量为：

8.8级：

0.6%；9.8、10.9和10.9级：

0.7%。

5）该产品应在性能等级代号下增加一横线标志。

10.9级应符合对10.9级规定的所有性能，而较低的顺火温度对其在提讥温度的条件下，将造成不同程度的应力削弱。

6）用于该性能等级的材料应具有良好的淬透性，以保证紧固件螺纹截面的芯部在淬火后、回火前获得约90%的马氏体组织。

7）合金钢至少应含有以下远素中的一种元素，其最小含量为：

铬0.30%；镍0.30%；钼0.20%；钒0.10%

8）考虑承受抗拉应力，12.9级的表面不允许有金相能测出的白色磷聚集层。

9）该化学成分和回火温度尚在调查研究中。

二、螺母

1.螺母（精牙螺纹）的材料技术要求（GB/T3098.2-2000）

性能等级

化学成分，%

max

min

max

41）、51）、61）

——

0.50

——

0.060

0.150

8、9

041）

0.58

0.25

0.060

0.150

102）

051）

0.58

0.30

0.048

0.058

122）

——

0.58

0.45

0.048

0.058

1）该性能等级可以用易切钢制造（供需双方另有协议除外），其硫、磷及铅的最大含量为：

硫0.30%；磷0.11%；铅0.35%.

2）为改善螺母的机械性能，必要时可增添合金元素。

性能等级为05、8（>M16的l型螺母）、10和12级螺母应进行淬火并回火处理。

2.螺母（细牙螺纹）的材料技术要求（GB/T3098.4-2000）

性能等级

化学成分：

max

min

max

51）、6

——

0.50

——

0.060

0.150

82）

041）

0.58

0.25

0.060

0.150

102）

052）

0.58

0.30

0.048

0.058

122）

——

0.58

0.45

0.048

0.058

1）该性能等级可以用易切钢制造（供需双方另有协议除外），其硫、磷及铅的最大含量为：

硫0.34%；磷0.11%；铅0.35%.

2）为改善螺母的机械性能，必要时可增添合金元素。

性能等级为05、8（l型螺母）、10和12级螺母应进行淬火并回火处理。

3.铆螺母的材料（GB/T17880.6-1999）

产品

材料

标准号

钢平头、沉头、小沉头、1200小沉头及平头六角铆螺母

08F

GB/T699

ML10

GB/T6478

铝合金平头及沉头铆螺母

5056（原LF5-1）

GB/T3190

6061（原LD30）

4.有效力矩型钢六角锁紧螺母的材料技术要求（GB3098.9-93）

制造螺母体的材料应与螺母（粗牙螺纹）的材料相同。

制造金属或非金属嵌件的材料由制造者确定。

三、紧定螺钉的材料技术要求（GB/T3098.3-2000）

性能等级

材料

热处理

化学成分,%

max

min

max

14H

碳钢1）、2）

——

0.50

——

0.11

0.15

22H

碳钢3）

淬火并回火

0.50

——

0.05

33H

碳钢3）

淬火并回火

0.50

——

0.05

45H

合金钢3）、4）

淬火并回火

0.50

0.19

0.05

1）使用易切钢时，其铅、磷及硫的最大含量为：

铅0.35%；磷0.11%；硫0.34%

2）方头紧定螺钉允许表面硬化。

3）可以采用最大含铅量为0.35%的钢材。

4）应含有一种或多种铬、镍、钼、钒或硼合金元素。

注：

性能等级45H的紧定螺钉在能满足GB/T3098.3-2000标准中第6.3条规定的保证扭矩要求时，亦可采用其他材料制造。

四、耐热用螺纹连接副（3098.8-92）

适用于既能随高温、交变载荷，又要在相当大的程度上保持预紧力和耐疲劳强度的工况条件下使用的紧固件材料要求。

1.用于大于+300℃的材料，见表。

持续工作的极限温度（参考）

℃

螺栓、螺柱

螺母

材料牌号

标准牌号

材料牌号

标准牌号

400

35A

GB699

500

30CrMo

35CrMo

35CrMoA

GB3077

35、45

GB699

20CrMoA

GB3077

510

21CrMoV

20CrMoA

35CrMoA

GB3077

550

20CrMoV

21CrMoV

30CrMo

35CrMo

GB3077

570

20CrMoVTiB

20CrMoVnBTiB

20CrMoV

21CrMoV

600

2Cr12WMoVNbB

（YB/Z8）

20CrMoV

650

GH2132

GBn177

21CrMoV

1）螺栓、螺柱应比累母的硬度高（如高30-50HB）。

2）受力套管的材料，推荐采用与螺柱相同的材料。

2.材料料应经低倍组织的检查。

其中，一般疏松、中心疏松和方框形偏析均不得超过GB1979规定的二级。

五、不锈钢紧固件的材料技术要求

螺栓、螺钉和螺柱（3098.3-2000），螺母（3098.15-2000），紧定螺钉（3098.16-2000）

按有关国家标准生产的紧固件适用的不锈钢材料在表1中给出。

除非供需双方另有协议，化学成分应在钢组规定的范围内，由制造者选择。

在有晶间腐蚀倾向的场合，推荐按ISO3651-1或ISO3651-2的规定进行试验。

在此情况下，推荐采用稳定型的A3和A5，或者采用含碳量不超过0.03%的A2和A4不锈钢。

表1不锈钢组别与化学成分

类别

级别

化学成分1），%

注

奥氏体

0.12

6.5

0.2

0.15-0.35

16-19

0.7

5-10

1.75-2.25

2）、3）、4）

0.1

0.05

0.053

15-20

—5）

8-19

7）、8）

0.08

0.045

0.03

17-19

—5）

9-12

9）

0.08

0.045

0.03

16-18.5

2-3

10-15

8）、10）

0.08

0.045

0.03

16-18.5

2-3

10.5-14

9）、10）

马氏体

0.09-0.15

0.05

0.03

11.5-14

—

10）

0.17-0.25

0.04

0.03

16-18

—

1.5-2.5

—

0.08-0.15

1.5

0.06

0.15-0.35

12-14

0.6

—

2）、10）

铁素体

0.12

0.04

0.03

15-18

—6）

—

11）、12）

1）除已表明者外，均系最大值。

2）硫可用硒代替。

3）如镍含量低于8%，则锰的最小含量必须为5%。

4）镍含量大于8%时，对铜的最小含量不予限制。

5）钼含量可能在制造者的说明书中出现，但对某些使用场合，如有必要限定钼的极限含量，则必须在订单中由用户注明。

6）钼含量可能在制造者的说明书中出现。

7）如铬含量低于17%，则镍的最小含量应为12%。

8）对最大含碳量达到0.03%的奥氏体不锈钢，氮含量最高可达到0.22%。

9）为了稳定组织，钛含量应≥5×C%-0.8%，并应按本表适当标志或者铌和（或）钽含量应≥10×C%-1.0%。

并应按本表适当标志。

10）对较大直径的产品。

为达到规定的机械性能，在制造者的说明书中，可能有较高的碳含量，但对奥氏体钢不应超过0。

12%。

11）钛含量可能为≥5×C%-0.8%

12）钛含量可能为≥10×C%-1.0%

六、有色金属制造的螺栓、螺钉、螺柱和螺母

适用于各性能等级有色金属紧固件的材料牌号：

（GB3098.10-93）

性能等级

材料牌号

标准编号

性能等级

材料牌号

标准编号

CU1

GB5231

AL1

LF2

GB3190

CU2

H63

GB5232

AL2

LF11-LF5

GB3190

CU3

HPb58-2

GB5232

AL3

LF43

GB3190

CU4

QSn6.5-0.4

GB5233

AL4

LY8、LD9

GB3190

CU5

QSi1-3

GB5233

AL5

—

CU6

—

AL6

LC9

GB3190

CU7

QA1-10-4-4

GB5233

—

根据供需双方协议，当供方能够保证机械性能时，可以采用表以外的材料。

为保证紧固件符合有关机械性能的要求，由制造者确定是否进行热处理。

附：

适用的国际标准材料牌号

性能等级

材料编号

标准编号

CU1

Cu-ETP或Cu-FRHC

ISO1337

CU2

CuZn37

ISO426/1

CU3

CuZn39Pb3

ISO426/2

CU4

CuSn6

ISO427

CU5

CuNiSi

ISO1187

CU6

CuZn40Mn1Pb

—

CU7

CuA110Ni5Fe4

ISO428

AL1

AlMg3

ISO209

AL2

AlMg5

ISO209

AL3

AlSi1MgMn

ISO209

AL4

AlCu4MgSi

ISO209

AL5

AlZnMgCu0.5

—

AL6

AlZn5.5MgCu

ISO209

七、自攻类螺钉

1.自钻自攻螺钉的材料（GB/T3098.11-1995）

化学成分，%

材料牌号参考

min

max

min

max

0.13

0.27

0.64

1.71

0.04

20Mn、15MnB（GB699）

注：

允许的硼的含量范围为：

0.05-0.30%

2.自挤螺钉（包括自攻锁紧螺钉）（GB3098.7-2000）

自挤螺钉应用渗碳冷镦制造。

表1给出的材料化学成分仅是指导性的。

表1化学成分

分析

成分极限，%

碳

锰

桶样

0.15-0.25

0.70-1.65

检验

0.13-0.27

0.64-1.71

注：

如果通过添加钛和（或）铝使不起作用的硼受到控制，则硼含量可达到0.005%

3.自攻螺钉由冷镦、渗碳钢制造（GB3098.5-2000）

4.木螺钉的材料牌号（GB922-86）

种类

材料牌号

标准编号

碳素钢

Q215、Q235

GB700

铜及铜合金

H62、HPb59-1

GB4424、GB4425

注：

1）不同冶炼和浇注方法制造的钢材材同样可以采用。

2）“牌号”栏内每一通栏中所列各种材料，可以互相通用。

第三章常用紧固件产品标准目录

1GB/T897-1988双头螺柱bm=1d

2GB/T898-1988双头螺柱bm=1.25d

3GB/T899-1988双头螺柱bm=1.5d

4GB/T900-1988双头螺柱bm=2d

5GB/T901-1988等长双头螺柱B级

6GB/T15389-1994螺杆

7GB/T39-1988方螺母Ｃ级

8GB/T809-1988嵌装圆螺母

9GB/T889.2-2000１型非金属嵌件六角锁紧螺母细牙

10GB/T67-2000开槽盘头螺钉

11GB/T68-2000开槽沉头螺钉

12GB/T69-2000开槽半沉头螺钉

13GB/T70.1-2000内六角圆柱头螺钉

14GB/T70.2-2000内六角平圆头螺钉

15GB/T70.3-2000内六角沉头螺钉

16GB/T83-1988方头长圆柱球面端紧定螺钉

17GB/T818-2000十字槽盘头螺钉

18GB/T819.1-2000十字槽沉头螺钉第1部分：

钢4.8级

19GB/T820-2000十字槽半沉头螺钉

20GB/T822-2000十字槽圆柱头螺钉

21GB/T823-1988十字槽小盘头螺钉

22GB/T828-1988开槽盘头定位螺钉

23GB/T829-1988开槽圆柱端定位螺钉

24GB/T830-1988开槽圆柱头轴位螺钉

25GB/T845-1985十字槽盘头自攻螺钉

26GB/T846-1985十字槽沉头自攻螺钉

27GB/T847-1985十字槽半沉头自攻螺钉

28GB/T5282-1985开槽盘头自攻螺钉

29GB/T5283-1985开槽沉头自攻螺钉

30GB/T5284-1985开槽半沉头自攻螺钉

31GB/T6560-1986十字槽盘头自攻锁紧螺钉

32GB/T6561-1986十字槽沉头自攻锁紧螺钉

33GB/T6562-1986十字槽半沉头自攻锁紧螺钉

34GB/T6563-1986六角头自攻锁紧螺钉

35GB/T15856.1-1995十字槽盘头自钻自攻螺钉

36GB/T15856.2-1995十字槽沉头自钻自攻螺钉

37GB/T15856.3-1995十字槽半沉头自钻自攻螺钉

38GB/T15856.4-1995六角法兰面自钻自攻螺钉

39GB/T91-2000开口销

40GB/T117-2000圆锥销

41GB/T119.1-2000圆柱销不淬硬钢和奥氏体不锈钢

42GB/T880-1986带孔销

43GB/T881-1986螺尾锥销

44GB/T882-1986销轴

45GB/T93-1987标准型弹簧垫圈

46GB/T95-1985平垫圈Ｃ级

47GB/T96-1985大垫圈Ａ和Ｃ级

48GB/T97.1-1985平垫圈Ａ级

49GB/T848-1985小垫圈Ａ级

50GB/T851-1988开口垫圈

51GB/T858-1988圆螺母用止动垫圈

52GB/T9074.1-1988十字槽盘头螺钉和平垫圈组合件

53GB/T5267.1-2002紧固件电镀层

54GB/T193-2003螺纹的直径与螺距

55GB/T10587-2006盐雾试验箱技术条件

56ISO4042-1999紧固件.电镀层

57GB/T196-2003普通螺纹基本尺寸

58ISO9227-0607盐雾试验

59GB-T5267.1-2002紧固件,电镀层

60GB/T3098[1].5-2000紧固件机械性能

第四章螺纹紧固件生产工艺流程

一、生产工艺流程：

二、关键工序简介：

1.退火

目的：

把线材加热到适当的温度，保持一定时间，再慢慢冷却，以调整结晶组织，降低硬度，改良线材常温加工性。

作业流程：

入料：

将需要处理的产品吊放炉内，注意炉盖应盖紧。

一般一炉可同

时处理7卷（约1.2吨/卷）。

升温：

将炉内温度缓慢（约3-4小时）升至规定温度。

保温：

材质1018线材在680℃-715℃下保持4-6h，材质为10B21线材

在740℃-760℃下保持5.5-7.5h。

降温：

将炉内温度缓慢（约3-4小时）降至550℃以下，然后随炉冷

却至常温。

质量控制：

硬度：

材质为1018、1022线材退火后硬度为HV120-170，材质为中

碳线材退火后硬度为HV120-180，具体产品可参见具体使用要求

和工程图纸为准；

外观：

表面不得有氧化膜及脱碳现象

2.酸洗

目的：

除去线材表面的氧化膜，

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