La norma GB/T 3098.5-2016 especifica las propiedades mecánicas de los tornillos autorroscantes, garantizando su fiabilidad en aplicaciones de fijación en sectores como la automoción, la construcción y la electrónica. Esta norma describe los requisitos de dureza superficial, profundidad de la caja, dureza del núcleo, espesor de la placa de ensayo y diámetro del orificio para ensayos de roscado, así como la resistencia mínima a la torsión. El cumplimiento de estos parámetros garantiza que los tornillos autorroscantes formen eficazmente sus propias roscas sin necesidad de taladrar previamente, manteniendo al mismo tiempo su integridad estructural bajo carga.
Propiedades mecánicas clave
La norma define las propiedades de los tornillos autorroscantes con designaciones de rosca de ST2.2 a ST9.5. Estas incluyen la dureza superficial mínima, los rangos de profundidad de la caja, los rangos de dureza del núcleo, las dimensiones de las placas de prueba estándar utilizadas en las pruebas de rendimiento de roscado y los valores mínimos de par de rotura. Los datos garantizan que los tornillos resistan las tensiones de instalación y las exigencias operativas.
| Propiedad / Hilo | ST2.2 | ST2.6 | ST2.9 | ST3.3 | ST3.5 | ST3.9 | ST4.2 | ST4.8 | ST5.5 | ST6.3 | ST8 | ST9.5 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Dureza superficial (mín.) | 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 |
| Profundidad de la caja (mín., 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 |
| Profundidad de la caja (máx., 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 |
| Dureza del núcleo (rango) | 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 |
| Espesor de la placa de prueba estándar (mín., 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 |
| Espesor de la placa de prueba estándar (máximo, 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 |
| Diámetro del orificio de la placa de prueba estándar (mín., 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 |
| Diámetro del orificio de la placa de prueba estándar (máximo, 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 |
| Par de rotura (mín., N·m) | 0.45 | 0.9 | 1.5 | 2 | 2.7 | 3.4 | 4.4 | 6.3 | 10 | 13.6 | 30.5 | 68 |
Nota: Los valores de dureza se miden mediante el método Vickers con cargas específicas (p. ej., HV0.3 indica una carga de 0.3 kgf). La profundidad de la capa se refiere a la capa carburizada, esencial para la capacidad de conformado de roscas. Las especificaciones de la placa de prueba garantizan una evaluación consistente del rendimiento del roscado.
Estándares alternativos
Para lograr compatibilidad internacional, la norma GB/T 3098.5-2016 se alinea estrechamente con la norma ISO 2702:2011, que proporciona requisitos equivalentes para tornillos de rosca de acero tratados térmicamente.
Preguntas frecuentes (FAQ)
- ¿Cuál es el propósito de la dureza superficial en los tornillos autorroscantes?
- La dureza de la superficie, establecida en un mínimo de 450 HV0.3, garantiza que el tornillo pueda cortar y formar roscas en el material de acoplamiento sin deformación, lo que mejora la durabilidad en aplicaciones como el ensamblaje de chapa metálica.
- ¿Cómo afecta la profundidad de la caja al rendimiento del tornillo?
- La profundidad de la caja, que varía desde un mínimo de 0,04 mm hasta un máximo de 0,28 mm según el tamaño, proporciona una capa exterior endurecida para la formación de roscas al tiempo que mantiene un núcleo más resistente, lo que evita fallas frágiles durante la instalación.
- ¿Por qué se especifican los rangos de dureza del núcleo?
- La dureza del núcleo (270 a 370 HV con cargas variables) equilibra la resistencia y la ductilidad, lo que garantiza que el tornillo resista tensiones de torsión sin agrietarse, algo fundamental para una fijación confiable en entornos dinámicos.
- ¿Qué indican las dimensiones de la placa de prueba?
- Estas dimensiones estandarizan las pruebas de roscado, simulando materiales reales. Por ejemplo, para ST4.8, el espesor de la placa varía de 3,1 a 3,23 mm, con diámetros de orificio de 4,015 a 4,065 mm, lo que verifica la consistencia del rendimiento del tornillo.
- ¿Cómo se prueba el par de frenado y por qué es importante?
- El par de rotura, con valores mínimos de hasta 68 N·m para ST9.5, se prueba aplicando par hasta el fallo. Esto garantiza que el tornillo pueda soportar las fuerzas de instalación sin romperse, lo cual es vital para la seguridad en aplicaciones estructurales.
- ¿Es GB/T 3098.5-2016 compatible con los estándares internacionales?
- Sí, está armonizado con la norma ISO 2702:2011, lo que permite la intercambiabilidad global en el diseño y adquisición de tornillos autorroscantes.
