مخطط المقال
تقدم هذه المقالة نظرة عامة منظمة على معيار GB/T 3098.7-2000، مُحسّنة لضمان الوضوح والتطبيق العملي في الهندسة الميكانيكية. ويضمن هذا المخطط تغطية شاملة للجوانب الرئيسية:
- مقدمة: نطاق وأهمية المعيار.
- المواد: التركيب الكيميائي وإرشادات التصنيع.
- الخصائص الميكانيكية وخصائص الأداء: متطلبات تفصيلية تشمل الصلابة وعزم الدوران والمزيد.
- أساليب الاختبار: إجراءات التحقق من الامتثال.
- مفاتيح عزم الدوران: مواصفات معدات الاختبار.
- وضع العلامات: متطلبات التعريف والتصنيف.
- الأسئلة الشائعة: أسئلة شائعة وآراء الخبراء.
مقدمة إلى معيار GB/T 3098.7-2000
تحدد المواصفة القياسية GB/T 3098.7-2000 الخصائص الميكانيكية للبراغي ذاتية التثبيت المستخدمة في أدوات التثبيت. وهي تنطبق على البراغي المصنعة من الفولاذ المُقسّى سطحيًا، مما يضمن موثوقيتها في التطبيقات التي تتطلب أداءً عاليًا تحت الضغط الميكانيكي. تُعد هذه المواصفة أساسية لقطاعات صناعية مثل السيارات والبناء والآلات، حيث توفر البراغي ذاتية التثبيت تثبيتًا آمنًا دون الحاجة إلى ثقوب مُسبقة.
تشمل المزايا الرئيسية إجراء اختبارات موحدة لقياس المتانة ومقاومة الأعطال والتوافق مع مختلف المواد. يساهم الالتزام بهذا المعيار في تقليل المخاطر، مثل التقصف الهيدروجيني، ويضمن جودة متسقة في الإنتاج. وللاستخدام الأمثل، ينبغي على المهندسين دمج هذه المواصفات في عمليات التصميم ومراقبة الجودة.
مواد
تُصنع البراغي ذاتية التثبيت بالتشكيل على البارد من الفولاذ المُقسّى سطحيًا. التركيب الكيميائي الموضح في الجدول 1 هو للاسترشاد فقط، مما يسمح بالمرونة مع الحفاظ على خصائص اللب. إذا تم التحكم في محتوى البورون بإضافة التيتانيوم و/أو الألومنيوم لجعله غير فعال، فقد يصل محتوى البورون إلى 0.005%.
إرشادات حول اختيار المواد:
- تأكد من أن الفولاذ يفي بحدود الكربون والمنغنيز لتحقيق قابلية التصلب المطلوبة.
- تجنب الشوائب التي قد تؤثر سلباً على عملية التصليد السطحي.
- تحقق من التركيب باستخدام المغرفة وتحقق من التحليلات للتأكد من اتساق الدفعة.
الجدول 1: التركيب الكيميائي
| تحليل | حدود التركيب، % | |
|---|---|---|
| الكربون | المنغنيز | |
| مغرفة | 0.15~0.25 | 0.70~1.65 |
| يفحص | 0.13~0.27 | 0.64~1.71 |
الخواص الميكانيكية وخواص الأداء
يحدد المعيار المتطلبات الميكانيكية ومتطلبات الأداء، مع الإشارة إلى طرق الاختبار في الجدول 2. يجب أن تخضع البراغي لعملية التصليد السطحي والتطبيع عند درجة حرارة لا تقل عن 340 درجة مئوية لتلبية هذه المعايير.
الجدول 2: عناصر الخصائص الميكانيكية وخصائص الأداء
| عنصر من عناصر الممتلكات | المتطلبات الفنية (بند أو جدول) | طريقة الاختبار (البند) |
|---|---|---|
| صلابة اللب | 4.3 | 5.1 |
| صلابة السطح | 4.3 | 5.2 |
| عمق الحالة | 4.4، الجدول 4 | 5.3 |
| قوة الالتواء | 4.5، الجدول 3 | 5.4 |
| سلامة الرأس | 4.6 | 5.5 |
| اختبار القيادة | 4.7، الجدول 3 | 5.6 |
| هشاشة الهيدروجين | 4.8 | 5.7 |
| صلابة اللب بعد إعادة التصليد | 4.9 | 5.8 |
| قوة الشد | 4.10، الجدول 3 | 5.9 |
المعالجة الحرارية
تتطلب البراغي النهائية عملية التصليد السطحي والتطبيع عند درجة حرارة لا تقل عن 340 درجة مئوية، بما يتوافق مع جميع الخصائص الواردة في الجدول 3. تعمل هذه العملية على تحسين صلابة السطح مع الحفاظ على صلابة اللب، وهو أمر بالغ الأهمية لمقاومة عزم الدوران.
الجدول 3: المتطلبات الميكانيكية ومتطلبات الأداء
| القطر الاسمي للخيط (مم) | الحد الأدنى لقوة الالتواء (نيوتن متر) | أقصى عزم دوران للمحرك (نيوتن متر) | الحد الأدنى لقوة الشد (مرجعي) (نيوتن) |
|---|---|---|---|
| 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 |
صلابة
يجب أن تتراوح صلابة اللب بين 290 و370 HV10، مع حد أدنى لصلابة السطح يبلغ 450 HV0.3. تضمن هذه القيم التوازن بين الليونة ومقاومة التآكل، وهو أمر بالغ الأهمية لتطبيقات التثبيت الذاتي.
عمق الحالة
يجب أن يتوافق عمق الطبقة مع الجدول 4، مما يوفر طبقة صلبة كافية لعزم الدوران وأداء التآكل دون هشاشة مفرطة.
الجدول 4: عمق القضية
| القطر الاسمي للخيط (مم) | عمق العلبة (مم) | |
|---|---|---|
| مين | الأعلى | |
| 2, 2.5 | 0.04 | 0.12 |
| 3, 3.5 | 0.05 | 0.18 |
| 4, 5 | 0.1 | 0.25 |
| 6, 8 | 0.15 | 0.28 |
| 10, 12 | 0.15 | 0.32 |
قوة الالتواء
قوة الالتواء وفقًا للجدول 3؛ يجب ألا يحدث الفشل في الخيوط المثبتة. يحاكي هذا الاختبار إجهادات التركيب في الواقع العملي.
سلامة الرأس
لا تظهر أي تشققات عند نقطة اتصال رأس المسمار بساقه عند تشوه سطح الدعم بزاوية 7 درجات. يُعتبر الاختبار ناجحًا حتى في حال حدوث عطل عند أول سن لولبي، شريطة أن يبقى رأس المسمار سليمًا.
قدرة تشكيل الخيوط
يجب أن تُشكّل البراغي خيوطًا داخلية متطابقة دون تشوه دائم، مع عزم دوران لا يتجاوز القيم المذكورة في الجدول 3. يجب أن تقبل الخيوط المُشكّلة الخيوط الخارجية ذات التفاوت GB/T 197 6h وأن تتحمل أحمالًا من الدرجة 8 وفقًا للمعيار GB/T 3098.2.
مقاومة التقصف الهيدروجيني
تتطلب البراغي المطلية كهربائياً مراجعة عملية التصنيع وفقاً للمعيار GB/T 3098.17 للتحكم في التقصف الهيدروجيني. بعد الطلاء، يتم إجراء عملية طرد الهيدروجين وفقاً للمعيار GB/T 5267. يوصى باستخدام طلاءات رقائق الزنك غير الإلكتروليتية وفقاً للمعيار ISO 10683.
صلابة اللب بعد إعادة التصليد
يجب ألا يتجاوز انخفاض الصلابة بعد إعادة التصليد 20 HV، مما يضمن الاستقرار في الخدمة.
قوة الشد
بالنسبة للمسامير ≥12 مم أو ≥3d، يتم إجراء اختبار الشد بالاتفاق؛ القيم المرجعية في الجدول 3 توجه الأداء المتوقع.
طرق الاختبار
اختبار صلابة اللب
قم بالقياس عند نصف القطر على المقطع العرضي بعيدًا عن النهاية، من خلال القطر الأصغر، وفقًا للمعيار GB/T 4340.1. وهذا يؤكد المتانة الداخلية.
اختبار صلابة السطح
الإجراء الروتيني: عند الطرف أو الساق أو الرأس وفقًا للمعيار GB/T 4340.1 بعد إزالة الطلاء. التحكيم: صلابة فيكرز الدقيقة HV0.1 على مقطع جانبي بقطر ≥ 4 مم، و ≥ 0.05 مم من الحافة؛ التفاوض على المقاطع الأقل من 4 مم.
اختبار عمق الحالة
المسافة من السطح إلى النقطة التي تكون عندها الصلابة = النواة + 30 HV0.3؛ يستخدم التحكيم الصلابة الدقيقة HV0.3 على عينة معدنية مُعدة.
اختبار قوة الالتواء
قم بتثبيت العينة باستخدام ≥2 من الخيوط الكاملة في المثبت، ≥2 مكشوفة؛ قم بتطبيق عزم الدوران حتى الفشل، وسجل القيمة وفقًا للجدول 3.
اختبار سلامة الرأس
أدخلها في إسفين بقطر ثقب يساوي القطر الاسمي + 0.05 مم (≤M6) أو + 0.1 مم (>M6~M12)؛ طبّق حملاً محورياً حتى تشوّه بزاوية 7 درجات. غير مناسب للرؤوس الغاطسة. استخدم طرق المطرقة إذا لزم الأمر.
اختبار القيادة
قم بدفع المسمار في لوحة الاختبار (فولاذ منخفض الكربون، صلابة 140-180 HV30، سمك يساوي القطر الاسمي، فتحة وفقًا للجدول 5) حتى يبرز سن واحد على الأقل. قوة الضغط المحورية الأولية ≤ 50 نيوتن (≤ M5) أو ≤ 100 نيوتن (> M5)؛ السرعة ≤ 30 دورة/دقيقة للتحكيم. أضف مادة تشحيم إذا لزم الأمر.
الجدول 5: سمك لوحة الاختبار وأقطار الثقوب
| القطر الاسمي للخيط (مم) | 2 | 2.5 | 3 | 3.5 | 4 | 5 | 6 | 8 | 10 | 12 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| السماكة (مم) | 2 | 2.5 | 3 | 3.5 | 4 | 5 | 6 | 8 | 10 | 12 | |
| قطر الثقب (مم) | الأعلى | 1.825 | 2.275 | 2.775 | 3.18 | 3.68 | 4.53 | 5.43 | 7.336 | 9.236 | 11.143 |
| مين | 1.8 | 2.25 | 2.75 | 3.15 | 3.65 | 4.5 | 5.4 | 7.3 | 9.2 | 11.1 | |
ملاحظة: تفاوت سمك لوحة الاختبار وفقًا للمعيار GB/T 709 لألواح الصلب المدرفلة.
اختبار هشاشة الهيدروجين
وفقًا للمعيار GB/T 3098.17، استخدام طريقة الدعم المتوازي لتقييم التحكم في العملية.
اختبار إعادة التسخين
عند درجة حرارة 330 درجة مئوية لمدة ساعة واحدة؛ يختلف متوسط ثلاث نقاط صلابة أساسية بمقدار ≤20 HV قبل/بعد الاختبار. لأغراض التحكيم فقط.
اختبار الشد
قم بتثبيت المشبك بحيث يكون ≥6 أسنان لولبية ظاهرة؛ قم بتطبيق حمل محوري ≤25 مم/دقيقة حتى حدوث الكسر. يحدث الكسر في ساق المشبك أو الأسنان اللولبية، وليس في وصلة الرأس؛ يلزم استخدام مقابض ذاتية التمركز.
مفاتيح عزم الدوران
في اختبارات الالتواء والقيادة، يكون الخطأ ≤±3% من عزم الدوران المحدد. يُسمح باستخدام أجهزة ذات قدرة مكافئة؛ ويُعتمد على المعايرة اليدوية. تضمن المعايرة تقييمًا دقيقًا لأداء البرغي تحت الحمل.
وضع العلامات
رمز العلامة
براغي ذاتية التثبيت مُقسّاة ومُعالجة حرارياً ومُعلّمة بعلامة "-O-".
تعريف
يُشترط وجود علامة غائرة أو بارزة للرؤوس السداسية أو السداسية الفصوص ذات القطر الاسمي ≥ 5 مم، ويُفضل أن تكون العلامة على الرأس. أما بالنسبة للأنواع الأخرى، فيتم الاتفاق على ذلك.
علامة تعريف الشركة المصنعة
إلزامي لجميع المنتجات المميزة، مما يضمن إمكانية التتبع وضمان الجودة.
التعليمات
- ما الغرض من عملية التصليد السطحي في البراغي ذاتية التثبيت؟
توفر عملية التصليد السطحي سطحًا صلبًا لتشكيل الخيوط ومقاومة التآكل مع الحفاظ على مرونة القلب لمنع الفشل الهش تحت عزم الدوران أو الشد، كما هو محدد في البندين 4.2 و 4.3. - كيف يمكن التخفيف من هشاشة الهيدروجين في البراغي المطلية بالكهرباء؟
قم بتطبيق ضوابط العملية وفقًا للمعيار GB/T 3098.17، وقم بإجراء طرد الهيدروجين بعد الطلاء وفقًا للمعيار GB/T 5267، وفكر في استخدام الطلاءات غير الإلكتروليتية مثل رقائق الزنك وفقًا للمعيار ISO 10683 لتقليل المخاطر. - ماذا لو فشل البرغي في اختبار قوة الالتواء في منطقة التثبيت؟
يؤدي الفشل في الخيوط المثبتة إلى إبطال الاختبار؛ تأكد من التثبيت المناسب مع تثبيت خيطين كاملين على الأقل وكشفهما، وفقًا للبند 5.4، لتقييم قوة المادة بدقة. - هل اختبارات الشد إلزامية لجميع البراغي ذاتية التثبيت؟
لا، فقط للأطوال ≥12 مم أو ≥3d بموجب اتفاقية بين المورد والمشتري؛ القيم الواردة في الجدول 3 هي قيم مرجعية، مع التركيز على خصائص الالتواء والدفع كمقاييس أساسية. - كيف يؤثر عمق الغلاف على أداء البرغي؟
قد يؤدي العمق غير الكافي إلى التآكل المبكر أو الفشل في تشكيل الخيوط، بينما يؤدي العمق المفرط إلى زيادة الهشاشة؛ التزم بحدود الجدول 4 للحصول على خصائص متوازنة في تطبيقات مثل تجميعات الصلب. - ما هي المعدات الموصى بها لاختبارات التحكيم؟
استخدم مفاتيح عزم الدوران اليدوية بدقة ±3% لاختبارات الالتواء والقيادة، واختبارات الصلابة الدقيقة فيكرز لتحديد عمق السطح والطبقة لضمان نتائج دقيقة وغير متحيزة.
