مخطط المعيار
تحدد هذه المواصفة القياسية الخصائص الميكانيكية وطرق الاختبار لبراغي التثبيت ذاتية الحفر. فيما يلي مخطط تفصيلي لإرشادك خلال الأقسام الرئيسية:
- المتطلبات الفنيةيغطي هذا الكتاب المواد، والخصائص المعدنية، ومعايير الأداء الميكانيكي.
- طرق الاختبار: تفاصيل إجراءات الاختبارات المعدنية والميكانيكية.
- مواصفات مفتاح عزم الدورانمتطلبات الأدوات المستخدمة في اختبار عزم الدوران.
- التعليمات: أسئلة شائعة ورؤى مهنية.
المتطلبات الفنية
يحدد المعيار متطلبات دقيقة لبراغي التثبيت ذاتية الحفر لضمان موثوقيتها في تطبيقات التثبيت. صُممت هذه البراغي للحفر والتثبيت في عملية واحدة، وهي شائعة الاستخدام في قطاعات البناء والسيارات والآلات.
مواد
يجب تصنيع براغي التثبيت ذاتية الحفر من الفولاذ المُقسّى سطحيًا أو الفولاذ المُعالج حراريًا. يضمن هذا الاختيار التوازن اللازم بين الليونة في اللب والصلابة على السطح، وهو أمر بالغ الأهمية للحفر في مواد مثل الفولاذ أو الألومنيوم دون الحاجة إلى حفر مسبق.
الخواص المعدنية
تُعدّ الخصائص المعدنية أساسية لأداء البرغي تحت الضغط. وتمنع المعالجة الحرارية المناسبة حدوث أعطال مثل التشقق أو الهشاشة.
صلابة السطح
بعد المعالجة الحرارية، يجب أن تكون صلابة سطح براغي التثبيت ذاتية الحفر 530 HV 0.3 على الأقل. تتيح هذه الصلابة السطحية العالية عملية حفر وتثبيت فعالة، مما يقلل من تآكل رأس البرغي أثناء التركيب.
صلابة اللب
يتم تحديد صلابة اللب بعد المعالجة على النحو التالي:
- 320 HV 5 إلى 400 HV 5 لأحجام الخيوط ≤ ST 4.2.
- 320 HV 10 إلى 400 HV 10 لأحجام الخيوط > ST 4.2.
درجة حرارة التصليد الدنيا الموصى بها هي 330 درجة مئوية. تجنب نطاق التصليد من 275 درجة مئوية إلى 315 درجة مئوية لتقليل خطر تقصف المارتنسيت المتصلد، والذي قد يؤدي إلى فشل مبكر تحت الحمل.
عمق الحالة
يجب أن يتوافق عمق الغلاف مع القيم الواردة في الجدول 1. يضمن هذا العمق طبقة صلبة كافية للحفر مع الحفاظ على صلابة اللب.
| حجم الخيط | الحد الأدنى (مم) | الحد الأقصى (مم) |
|---|---|---|
| ST 2.9 و ST 3.5 | 0.05 | 0.18 |
| ST 4.2 إلى ST 5.5 | 0.10 | 0.23 |
| ST 6.3 | 0.15 | 0.28 |
البنية المجهرية
في البنية المجهرية المعالجة حرارياً، لا يظهر الفريت المخطط بين الطبقة السطحية المتصلبة واللب. وهذا يضمن قوة موحدة ويمنع المناطق الضعيفة التي قد تسبب فشل القص.
هشاشة الهيدروجين
تُعدّ براغي التثبيت ذاتية الحفر المطلية بالكهرباء عرضةً للكسر الناتج عن التقصّف الهيدروجيني. لذا، يجب على المصنّعين والجهات المسؤولة عن الطلاء اتخاذ تدابير، بما في ذلك إجراء الاختبارات وفقًا للمعيار GB/T 3098.17، للسيطرة على هذا الخطر. إضافةً إلى ذلك، يُنصح بمراعاة متطلبات تخفيف التقصّف الهيدروجيني الواردة في المعيار GB/T 5267.1 للمثبتات المطلية بالكهرباء لتعزيز متانتها على المدى الطويل.
الخواص الميكانيكية
تحدد الخصائص الميكانيكية قدرة البرغي على الأداء في ظل ظروف التشغيل، بما في ذلك الحفر والتثقيب وتحمل الأحمال.
أداء الحفر
يجب أن يقوم جزء الحفر في البرغي بحفر ثقب مسبق الصنع مناسب لبثق الخيوط الداخلية المتزاوجة في ظل ظروف الاختبار المحددة في القسم 4.2.1. وهذا يضمن تركيبًا فعالًا دون الحاجة إلى أدوات إضافية.
أداء تشكيل الخيوط
في الثقب المُجهز مسبقًا والمحفور وفقًا للبند 3.3.1، يجب أن يخرج البرغي خيوطًا داخلية متطابقة دون تشوه عند ربطه في لوحة الاختبار وفقًا للبند 4.2.1.1. هذه الخاصية ضرورية للتثبيت الآمن في المواد الرقيقة.
قوة الالتواء
عند اختبارها وفقًا للبند 4.2.3، يجب أن تضمن قوة الالتواء أن يكون عزم الفشل مساويًا أو يتجاوز القيم الواردة في الجدول 4. قوة الالتواء العالية تمنع الكسر أثناء عملية الربط.
طرق الاختبار
تتحقق أساليب الاختبار الموحدة من الامتثال للمتطلبات، مما يوفر نتائج قابلة للتكرار لضمان الجودة.
اختبارات الأداء المعدني
اختبار صلابة السطح
قم بإجراء القياسات وفقًا للمعيار GB/T 4340.1. يجب أن تكون علامات الانبعاج على أسطح مستوية، ويفضل أن تكون على رأس البرغي، لقياس الطبقة المتصلبة بدقة.
اختبار صلابة اللب
قم بإجراء العملية وفقًا للمعيار GB/T 4340.1 على مقطع عرضي دقيق لتقييم المتانة الداخلية.
قياس عمق الغلاف
قم بالقياس باستخدام المجهر على مقطع طولي دقيق عند الجانب في منتصف المسافة بين القمة والجذر، أو عند الجذر للبراغي ≤ ST 4.2. وللتحكيم، استخدم صلابة فيكرز الدقيقة بقوة 300 غرام على شكل الخيط، مع الحساب من النقطة التي تتجاوز صلابة اللب بمقدار 30 HV.
اختبار البنية المجهرية
إجراء الفحص وفقًا لمعايير الفحص المعدني ذات الصلة للتأكد من عدم وجود عيوب.
اختبارات الأداء الميكانيكي
اختبار الحفر والتثقيب
أجهزة الاختبار
راجع الشكل 1 للاطلاع على مثال للإعداد. تُصنع ألواح الاختبار من فولاذ منخفض الكربون (≤ 0.23% كربون) بصلابة تتراوح بين 110 و165 HV 30 وفقًا للمعيار GB/T 4340.1. سُمك اللوح مُحدد في الجدول 2.
| حجم الخيط | سُمك لوحة الاختبار (مم) | القوة المحورية (نيوتن) | أقصى وقت للربط (ثانية) | سرعة البرغي (دورة في الدقيقة) |
|---|---|---|---|---|
| ST 2.9 | 0.7 + 0.7 = 1.4 | 150 | 3 | 1800–2500 |
| ST 3.5 | 1 + 1 = 2 | 150 | 4 | 1800–2500 |
| ST 4.2 | 1.5 + 1.5 = 3 | 250 | 5 | 1800–2500 |
| ST 4.8 | 2 + 2 = 4 | 250 | 7 | 1800–2500 |
| ST 5.5 | 2 + 3 = 5 | 350 | 11 | 1000–1800 |
| ST 6.3 | 2 + 3 = 5 | 350 | 13 | 1000–1800 |
قد يتكون سمك لوحة الاختبار من لوحين فولاذيين. هذه القيم مخصصة لفحص القبول فقط.
إجراء الاختبار
قم بربط العينة المطلية أو غير المطلية في لوحة الاختبار حتى يمر خيط كامل. قم بتطبيق القوة المحورية والسرعة وفقًا للجدول 2 طوال عملية الحفر والتثبيت.
فحص الحفر
بموجب الاتفاق، يتم إجراء فحص الحفر باستخدام ألواح اختبار وفقًا للبند 4.2.1.1 وبسماكة محددة في الجدول 3. يتم تحديد نقطة مرجعية مسبقًا. بعد الحفر، يجب ألا يتجاوز الحد الأقصى لحجم الثقب حدود الجدول 3.
| حجم الخيط | سُمك الصفيحة (مم) | الحد الأدنى لقطر الثقب (مم) | أقصى قطر للثقب (مم) |
|---|---|---|---|
| ST 2.9 | 1 | 2.2 | 2.5 |
| ST 3.5 | 1 | 2.7 | 3 |
| ST 4.2 | 2 | 3.2 | 3.6 |
| ST 4.8 | 2 | 3.7 | 4.2 |
| ST 5.5 | 2 | 4.2 | 4.8 |
| ST 6.3 | 2 | 4.8 | 5.4 |
يُكمّل الشكل 2 الشكل 1. يبلغ القطر الداخلي للغلاف حوالي 0.25 مم أكبر من القطر الرئيسي للسن اللولبي. يسمح طول الغلاف بتمديد رأس المثقاب. تُوجّه القوى المحورية وفقًا للجدول 2 عملية التركيب؛ وقد يؤدي تجاوزها إلى حدوث كسر أو ارتفاع درجة الحرارة.
اختبار عزم الدوران
ثبّت البرغي في قالب أو أداة مناسبة لفكّ اللولب دون إتلاف الجزء المثبّت. راجع الشكل 3 للإعداد. بعد التثبيت، يجب أن يبرز خيطان كاملان على الأقل، وأن يكون خيطان كاملان على الأقل (باستثناء رأس المثقاب) مثبتين بإحكام. بالنسبة للبراغي القصيرة، ثبّت الخيط بالكامل دون الضغط على رأس البرغي.
قم بتطبيق عزم الدوران باستخدام جهاز معاير حتى حدوث الكسر. يجب أن يستوفي البرغي الحد الأدنى لعزوم الدوران اللازمة للكسر والمذكورة في الجدول 4.
| حجم الخيط | الحد الأدنى لعزم الانهيار (نيوتن متر) |
|---|---|
| ST 2.9 | 1.5 |
| ST 3.5 | 2.8 |
| ST 4.2 | 4.7 |
| ST 4.8 | 6.9 |
| ST 5.5 | 10.4 |
| ST 6.3 | 16.9 |
مفتاح عزم الدوران
يجب أن تكون دقة قياس مفاتيح عزم الدوران المستخدمة في الاختبارات ضمن نطاق ±3% من قيمة عزم الدوران المحددة. يمكن استخدام أجهزة كهربائية ذات دقة مماثلة وشاشة عرض عزم دوران مماثلة. أما في اختبارات التحكيم، فيُفضل استخدام مفاتيح عزم دوران يدوية لضمان الدقة وقابلية التكرار.
التعليمات
- ما هي المواد الموصى بها لمسامير التثبيت ذاتية الحفر وفقًا لهذا المعيار؟
الفولاذ المعالج حرارياً أو الفولاذ المعالج حرارياً، مما يوفر الصلابة السطحية المطلوبة للحفر وليونة اللب من أجل القوة. - كيف تتم إدارة ظاهرة التقصف الهيدروجيني في البراغي المطلية بالكهرباء؟
من خلال تدابير مثل الخبز بعد الطلاء والاختبار وفقًا للمعيار GB/T 3098.17، إلى جانب الاعتبارات الواردة في المعيار GB/T 5267.1 لتقليل مخاطر الكسر. - ما أهمية تجنب نطاق درجة حرارة التلدين 275-315 درجة مئوية؟
يمكن أن يؤدي هذا النطاق إلى تقصف المارتنسيت المخفف، مما يؤدي إلى الفشل الهش؛ ويضمن التخفيف عند ≥330 درجة مئوية صلابة أفضل. - كيف ينبغي اختبار صلابة اللب لأحجام البراغي المختلفة؟
استخدم HV 5 لـ ≤ ST 4.2 و HV 10 لـ > ST 4.2 على المقاطع العرضية الدقيقة وفقًا لـ GB/T 4340.1 لتقييم دقيق للخصائص الداخلية. - ما هي القوى المحورية التي يتم تطبيقها أثناء اختبارات الحفر، ولماذا؟
تتراوح القوى من 150 نيوتن إلى 350 نيوتن لكل حجم خيط (الجدول 2) لمحاكاة ظروف التركيب، مما يمنع التحميل الزائد الذي قد يتلف نقطة الحفر. - لماذا يُعد اختبار قوة الالتواء أمرًا بالغ الأهمية؟
يتحقق من قدرة البرغي على تحمل عزم الدوران اللازم للتركيب دون أن ينكسر، مما يضمن الموثوقية في التطبيقات ذات متطلبات الربط العالية وفقًا للجدول 4.
