GB/T 3098.5-2016 legt die mechanischen Eigenschaften von selbstschneidenden Schrauben fest und gewährleistet so deren Zuverlässigkeit bei Befestigungsanwendungen in Branchen wie der Automobil-, Bau- und Elektronikindustrie. Diese Norm definiert Anforderungen an Oberflächenhärte, Einsatzhärtungstiefe, Kernhärte, Prüfplattendicke und Lochdurchmesser für Gewindeschneidprüfungen sowie die Mindesttorsionsfestigkeit. Die Einhaltung dieser Parameter garantiert, dass selbstschneidende Schrauben ohne Vorbohren ein effektives Gewinde bilden und gleichzeitig unter Last ihre strukturelle Integrität bewahren.
Wichtigste mechanische Eigenschaften
Die Norm definiert die Eigenschaften von selbstschneidenden Schrauben mit Gewindebezeichnungen von ST2.2 bis ST9.5. Dazu gehören die Mindestoberflächenhärte, Einsatzhärtungstiefenbereiche, Kernhärtebereiche, Abmessungen für Standardprüfplatten, die bei Gewindeschneidprüfungen verwendet werden, und Mindestdrehmomentwerte. Die Daten gewährleisten, dass die Schrauben den Belastungen bei der Montage und den betrieblichen Anforderungen standhalten.
| Eigenschaft / Thread | ST2.2 | ST2.6 | ST2.9 | ST3.3 | ST3.5 | ST3.9 | ST4.2 | ST4.8 | ST5.5 | ST6.3 | ST8 | ST9.5 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Oberflächenhärte (min.) | 450 HV0,3 | 450 HV0,3 | 450 HV0,3 | 450 HV0,3 | 450 HV0,3 | 450 HV0,3 | 450 HV0,3 | 450 HV0,3 | 450 HV0,3 | 450 HV0,3 | 450 HV0,3 | 450 HV0,3 |
| Gehäusetiefe (min., mm) | 0.04 | 0.04 | 0.05 | 0.05 | 0.05 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.15 | 0.15 | 0.15 |
| Gehäusetiefe (max., mm) | 0.1 | 0.1 | 0.18 | 0.18 | 0.18 | 0.23 | 0.23 | 0.23 | 0.23 | 0.28 | 0.28 | 0.28 |
| Kernhärte (Bereich) | 270 HV5 ~ 370 HV5 | 270 HV5 ~ 370 HV5 | 270 HV5 ~ 370 HV5 | 270 HV5 ~ 370 HV5 | 270 HV5 ~ 370 HV5 | 270 HV5 ~ 370 HV5 | 270 HV10 ~ 370 HV10 | 270 HV10 ~ 370 HV10 | 270 HV10 ~ 370 HV10 | 270 HV10 ~ 370 HV10 | 270 HV10 ~ 370 HV10 | 270 HV10 ~ 370 HV10 |
| Standard-Prüfplattendicke (min., mm) | 1.17 | 1.17 | 1.17 | 1.17 | 1.85 | 1.85 | 1.85 | 3.1 | 3.1 | 4.67 | 4.67 | 4.67 |
| Standard-Prüfplattendicke (max., mm) | 1.3 | 1.3 | 1.3 | 1.3 | 2.06 | 2.06 | 2.06 | 3.23 | 3.23 | 5.05 | 5.05 | 5.05 |
| Standard-Prüfplattenlochdurchmesser (min., mm) | 1.905 | 2.185 | 2.415 | 2.68 | 2.92 | 3.24 | 3.43 | 4.015 | 4.735 | 5.475 | 6.885 | 8.27 |
| Standard-Prüfplattenlochdurchmesser (max., mm) | 1.955 | 2.235 | 2.465 | 2.73 | 2.97 | 3.29 | 3.48 | 4.065 | 4.785 | 5.525 | 6.935 | 8.33 |
| Bremsmoment (min, N·m) | 0.45 | 0.9 | 1.5 | 2 | 2.7 | 3.4 | 4.4 | 6.3 | 10 | 13.6 | 30.5 | 68 |
Hinweis: Die Härtewerte werden nach dem Vickers-Verfahren mit vorgegebenen Lasten gemessen (z. B. bedeutet HV0,3 eine Last von 0,3 kgf). Die Einsatzhärtungstiefe bezieht sich auf die aufgekohlte Schicht, die für die Gewindeformung unerlässlich ist. Die Spezifikationen der Prüfplatte gewährleisten eine einheitliche Bewertung der Gewindeschneidleistung.
Alternative Standards
Im Hinblick auf die internationale Kompatibilität orientiert sich GB/T 3098.5-2016 eng an ISO 2702:2011, welche gleichwertige Anforderungen an wärmebehandelte Stahlgewindeschrauben stellt.
Häufig gestellte Fragen (FAQ)
- Welchen Zweck hat die Oberflächenhärte bei selbstschneidenden Schrauben?
- Die Oberflächenhärte, die auf mindestens 450 HV0,3 eingestellt ist, gewährleistet, dass die Schraube ohne Verformung Gewinde in das Gegenmaterial schneiden und formen kann, was die Haltbarkeit bei Anwendungen wie der Blechmontage erhöht.
- Wie beeinflusst die Gehäusetiefe die Schraubenleistung?
- Die Einsatzhärtungstiefe, die je nach Größe zwischen minimal 0,04 mm und maximal 0,28 mm liegt, sorgt für eine gehärtete Außenschicht zur Gewindebildung bei gleichzeitig robustem Kern und verhindert so ein Sprödbruch bei der Montage.
- Warum werden Härtebereiche für Bohrkerne angegeben?
- Die Kernhärte (270 bis 370 HV bei unterschiedlichen Belastungen) sorgt für ein ausgewogenes Verhältnis von Festigkeit und Duktilität und gewährleistet so, dass die Schraube Torsionsspannungen ohne Rissbildung widersteht – ein entscheidender Faktor für zuverlässige Befestigungen in dynamischen Umgebungen.
- Was sagen die Abmessungen der Testplatte aus?
- Diese Abmessungen standardisieren Gewindeschneidtests und simulieren reale Werkstoffe. Beispielsweise variiert bei ST4.8 die Plattendicke zwischen 3,1 und 3,23 mm bei Lochdurchmessern von 4,015 bis 4,065 mm, wodurch die gleichbleibende Leistung der Schraube sichergestellt wird.
- Wie wird das Bremsmoment geprüft und warum ist das wichtig?
- Das Bruchdrehmoment, mit Mindestwerten bis zu 68 Nm für ST9.5, wird durch Anlegen eines Drehmoments bis zum Bruch geprüft. Es gewährleistet, dass die Schraube den Montagekräften standhält, ohne zu brechen – eine entscheidende Voraussetzung für die Sicherheit in tragenden Konstruktionen.
- Ist GB/T 3098.5-2016 mit internationalen Standards kompatibel?
- Ja, es ist mit ISO 2702:2011 harmonisiert und ermöglicht somit die weltweite Austauschbarkeit bei Konstruktion und Beschaffung von selbstschneidenden Schrauben.
