Aperçu de la norme
Cette norme spécifie les propriétés mécaniques et les méthodes d'essai des vis autoperceuses. Vous trouverez ci-dessous un plan structuré présentant les principales sections :
- Exigences techniques: Couvre les matériaux, les propriétés métallurgiques et les critères de performance mécanique.
- Méthodes d'essai: Procédures détaillées pour les essais métallurgiques et mécaniques.
- Spécifications des clés dynamométriques: Exigences relatives aux outils utilisés pour les essais de couple.
- FAQQuestions fréquentes et points de vue d'experts.
Exigences techniques
La norme définit des exigences précises pour les vis autoperceuses afin de garantir leur fiabilité dans les applications de fixation. Ces vis sont conçues pour le perçage et le taraudage en une seule opération et sont couramment utilisées dans les secteurs de la construction, de l'automobile et de la mécanique.
Matériels
Les vis autoperceuses doivent être fabriquées en acier cémenté ou en acier traité thermiquement. Ce choix garantit l'équilibre nécessaire entre la ductilité du noyau et la dureté de la surface, condition essentielle pour percer des matériaux comme l'acier ou l'aluminium sans pré-perçage.
Propriétés métallurgiques
Les propriétés métallurgiques sont essentielles au bon fonctionnement de la vis sous contrainte. Un traitement thermique approprié permet d'éviter les défaillances telles que la fissuration ou la fragilité.
Dureté de surface
Après traitement thermique, la dureté superficielle des vis autoperceuses doit être d'au moins 530 HV 0,3. Cette dureté superficielle élevée permet un perçage et un taraudage efficaces, réduisant l'usure de la pointe de la vis lors de l'installation.
Dureté du noyau
La dureté du noyau après traitement est spécifiée comme suit :
- 320 HV 5 à 400 HV 5 pour les tailles de filetage ≤ ST 4.2.
- 320 HV 10 à 400 HV 10 pour les tailles de filetage > ST 4.2.
La température de revenu minimale recommandée est de 330 °C. Évitez la plage de revenu de 275 °C à 315 °C afin de minimiser le risque de fragilisation de la martensite revenue, qui pourrait entraîner une rupture prématurée sous charge.
Profondeur du boîtier
La profondeur de la couche trempée doit être conforme aux valeurs du tableau 1. Cette profondeur garantit une couche durcie suffisante pour le perçage tout en préservant la ténacité du noyau.
| Taille du fil | Min (mm) | Max (mm) |
|---|---|---|
| ST 2.9 et ST 3.5 | 0.05 | 0.18 |
| ST 4.2 à ST 5.5 | 0.10 | 0.23 |
| ST 6.3 | 0.15 | 0.28 |
Microstructure
Dans la microstructure traitée thermiquement, aucune ferrite en bandes ne doit apparaître entre la couche superficielle durcie et le cœur. Ceci garantit une résistance uniforme et prévient les zones de faiblesse susceptibles d'entraîner une rupture par cisaillement.
Fragilisation par l'hydrogène
Les vis autoperceuses électroplaquées présentent un risque de rupture par fragilisation par l'hydrogène. Les fabricants et les entreprises de galvanoplastie doivent mettre en œuvre des mesures, notamment des essais conformes à la norme GB/T 3098.17, afin de maîtriser ce risque. De plus, il convient de prendre en compte les exigences de traitement thermique des éléments de fixation électroplaqués relatives à la fragilisation par l'hydrogène, définies dans la norme GB/T 5267.1, afin d'améliorer leur durabilité à long terme.
Propriétés mécaniques
Les propriétés mécaniques définissent la capacité de la vis à fonctionner dans des conditions opérationnelles, notamment le perçage, le taraudage et le support de charge.
Performances de forage
La partie de perçage de la vis doit percer un trou préfabriqué adapté à l'extrusion de filetages internes correspondants dans les conditions d'essai spécifiées dans la section 4.2.1. Cela garantit une installation efficace sans outils supplémentaires.
Performances de formation de filetage
Dans le trou préfabriqué percé conformément à 3.3.1, la vis doit extruder des filets internes correspondants sans déformation lorsqu'elle est vissée dans la plaque d'essai conformément à 4.2.1.1. Cette propriété est essentielle pour une fixation sûre dans les matériaux minces.
Force de torsion
Lorsqu'elle est testée conformément à la section 4.2.3, la résistance à la torsion doit garantir que le couple de rupture est égal ou supérieur aux valeurs du tableau 4. Une résistance à la torsion élevée empêche la rupture lors du serrage.
Méthodes d'essai
Les méthodes d'essai normalisées vérifient la conformité aux exigences, fournissant des résultats reproductibles pour l'assurance qualité.
Essais de performance métallurgique
Test de dureté de surface
Conduite selon la norme GB/T 4340.1. Les empreintes doivent être réalisées sur des surfaces planes, de préférence sur la tête de vis, afin de mesurer avec précision la couche durcie.
Test de dureté du noyau
Effectuer selon la norme GB/T 4340.1 sur une microsection transversale pour évaluer la ténacité interne.
Mesure de la profondeur du boîtier
Mesurer à l'aide d'un microscope sur une microsection longitudinale au niveau du flanc à mi-chemin entre la crête et la racine, ou à la racine pour les vis ≤ ST 4.2. Pour l'arbitrage, utiliser la microdureté Vickers avec une force de 300 g sur le profil du filetage, en calculant à partir du point dépassant la dureté du noyau de 30 HV.
Test de microstructure
Effectuer un contrôle métallographique conforme aux normes en vigueur afin de confirmer l'absence de défauts.
Tests de performance mécanique
Essai de forage et de taraudage
Appareil d'essai
Voir la figure 1 pour un exemple de montage. Les plaques d'essai sont en acier à faible teneur en carbone (≤ 0,23% carbone) d'une dureté de 110 à 165 HV 30 selon la norme GB/T 4340.1. Épaisseur des plaques selon le tableau 2.
| Taille du fil | Épaisseur de la plaque d'essai (mm) | Force axiale (N) | Durée maximale de vissage (s) | Vitesse de la vis (tr/min) |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
L'épaisseur de la plaque d'essai peut être constituée de deux plaques d'acier. Ces valeurs sont données à titre indicatif uniquement pour le contrôle de réception.
Procédure de test
Visser l'éprouvette, revêtue ou non, dans la plaque d'essai jusqu'à ce qu'un filet soit entièrement traversant. Appliquer la force axiale et la vitesse indiquées dans le tableau 2 pendant toute la durée du perçage et du taraudage.
Inspection de forage
D'un commun accord, effectuer le contrôle du perçage à l'aide de plaques d'essai conformes à la section 4.2.1.1 et dont l'épaisseur est indiquée dans le tableau 3. Pré-percer un point de positionnement. Après perçage, le diamètre maximal du trou ne doit pas dépasser les limites indiquées dans le tableau 3.
| Taille du fil | Épaisseur de la plaque (mm) | Diamètre minimal du trou (mm) | Diamètre maximal du trou (mm) |
|---|---|---|---|
| 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 |
Le dispositif illustré à la figure 2 complète celui de la figure 1. Le diamètre intérieur du manchon est supérieur d'environ 0,25 mm au diamètre extérieur du filetage. La longueur du manchon permet l'allongement de la pointe du foret. Les forces axiales indiquées dans le tableau 2 servent de guide pour l'installation ; un dépassement peut entraîner une rupture ou une surchauffe.
Test de couple
Serrez la vis dans une filière ou un dispositif de filetage adapté, sans endommager la partie serrée. Reportez-vous à la figure 3 pour la configuration. Après serrage, au moins deux filets complets dépassent et au moins deux filets complets (sans compter la pointe de perçage) sont engagés. Pour les vis courtes, serrez la totalité du filetage sans appliquer de force sur la tête.
Appliquer le couple à l'aide d'un appareil calibré jusqu'à rupture. La vis doit respecter les couples de rupture minimaux indiqués dans le tableau 4.
| Taille du fil | Couple de rupture minimal (Nm) |
|---|---|
| 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 |
Clé dynamométrique
Les clés dynamométriques utilisées pour les essais doivent présenter une erreur de mesure inférieure à ±31πT3T par rapport à la valeur de couple spécifiée. Des appareils de mesure de puissance offrant une précision équivalente et un affichage du couple peuvent être utilisés. Pour les essais d'arbitrage, il est recommandé d'utiliser des clés dynamométriques manuelles afin de garantir la précision et la reproductibilité.
FAQ
- Quels matériaux sont recommandés pour les vis autoperceuses selon cette norme ?
Acier de cémentation ou acier traité thermiquement, assurant la dureté superficielle requise pour le perçage et la ductilité du noyau pour la résistance. - Comment gère-t-on la fragilisation par l'hydrogène dans les vis électroplaquées ?
Grâce à des mesures telles que la cuisson après le placage et les tests selon la norme GB/T 3098.17, ainsi qu'aux considérations de la norme GB/T 5267.1 pour minimiser les risques de fracture. - Quelle est l'importance d'éviter la plage de revenu de 275 à 315 °C ?
Cette plage de températures peut induire une fragilisation de la martensite revenue, conduisant à une rupture fragile ; un revenu à ≥330°C assure une meilleure ténacité. - Comment faut-il tester la dureté du noyau pour différentes tailles de vis ?
Utilisez HV 5 pour ≤ ST 4,2 et HV 10 pour > ST 4,2 sur les microsections transversales selon GB/T 4340.1 pour une évaluation précise des propriétés internes. - Quelles forces axiales sont appliquées lors des essais de forage, et pourquoi ?
Les forces varient de 150 N à 350 N par taille de filetage (tableau 2) pour simuler les conditions d'installation, évitant ainsi une surcharge qui pourrait endommager la pointe de perçage. - Pourquoi les essais de résistance à la torsion sont-ils cruciaux ?
Elle vérifie que la vis peut résister aux couples d'installation sans se rompre, assurant ainsi la fiabilité dans les applications avec des exigences de serrage élevées selon le tableau 4.
