Perkenalan
Standar DIN 7991 menetapkan baut kepala rata dengan penggerak soket segi enam, yang umumnya dikenal sebagai baut kepala datar segi enam. Pengencang ini memiliki kepala kerucut 90 derajat yang rata dengan atau di bawah permukaan bagian yang dipasangkan, memberikan profil aerodinamis yang bersih, ideal untuk aplikasi di mana tonjolan harus diminimalkan. Penggerak segi enam internal memungkinkan transmisi torsi tinggi tanpa fitur pengencangan eksternal, meningkatkan keamanan dan mengurangi risiko perusakan.
Sekrup ini banyak digunakan dalam teknik mesin, kedirgantaraan, otomotif, dan industri pembuatan cetakan karena kemampuannya untuk memberikan sambungan yang kuat dan andal di ruang terbatas. Diproduksi melalui proses penempaan dingin dan penguliran, sekrup ini memastikan presisi dan konsistensi yang tinggi. Panduan ini merinci dimensi standar, komposisi material, sifat mekanik, dan rekomendasi torsi, berdasarkan DIN 7991 dan standar ISO terkait seperti ISO 10642, untuk membantu para insinyur dalam pemilihan, pemasangan, dan jaminan kualitas.
Memahami spesifikasi ini sangat penting untuk memastikan integritas struktural, karena ukuran atau torsi yang tidak tepat dapat menyebabkan kegagalan sambungan di bawah beban. Faktor-faktor seperti mutu material, jarak ulir, dan penyelesaian permukaan memengaruhi kinerja, dan kepatuhan terhadap standar meminimalkan risiko pada perakitan kritis.
Dimensi dan Spesifikasi
DIN 7991 mendefinisikan toleransi dimensi yang tepat untuk sekrup soket segi enam terbenam untuk memastikan kemampuan saling tukar dan kesesuaian. Parameter utama meliputi diameter nominal (d), jarak ulir (p), diameter kepala (dk), tinggi kepala (k), ukuran soket (s), dan sudut terbenam (biasanya 90°-92°). Panjangnya berkisar dari pendek hingga panjang, dengan pilihan ulir penuh atau sebagian. Tabel di bawah ini merangkum dimensi standar untuk ukuran M3 hingga M24, berdasarkan data DIN 7991 yang telah diverifikasi. Perhatikan bahwa untuk ukuran yang lebih besar seperti M22 dan M24, sudut terbenam tetap 90°-92°, untuk mengoreksi potensi kesalahpahaman dari sumber non-standar.
Dimensi ini memudahkan pemasangan rata, dengan kepala terpasang sepenuhnya ke dalam lubang countersink. Para insinyur harus memverifikasi diameter countersink sesuai dengan nilai dk max untuk menghindari celah atau interferensi. Toleransi adalah kelas 10.9 atau yang setara kecuali ditentukan lain.
| Diameter Nominal d | M3 | M4 | M5 | M6 | M8 | M10 | M12 | M14 | M16 | M18 | M20 | M22 | M24 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Nada p | 0.5 | 0.7 | 0.8 | 1 | 1.25 | 1.5 | 1.75 | 2 | 2 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 3 | |
| Rentang Panjang l | 8-40 | 8-40 | 10-60 | 12-60 | 16-100 | 20-100 | 25-100 | 25-100 | 30-100 | 30-100 | 30-100 | 35-100 | 35-100 | |
| Diameter Kepala dk | maksimal | 6 | 8 | 10 | 12 | 16 | 20 | 24 | 27 | 30 | 33 | 36 | 36 | 39 |
| menit | 5.7 | 7.64 | 9.64 | 11.57 | 15.57 | 19.48 | 23.48 | 26.48 | 29.48 | 32.38 | 35.38 | 35.38 | 38.38 | |
| Ukuran Soket s | nominal | 2 | 2.5 | 3 | 4 | 5 | 6 | 8 | 10 | 10 | 12 | 12 | 14 | 14 |
| maksimal | 2.1 | 2.6 | 3.1 | 4.12 | 5.14 | 6.14 | 8.175 | 10.175 | 10.175 | 12.212 | 12.212 | 14.212 | 14.212 | |
| menit | 2.02 | 2.52 | 3.02 | 4.02 | 5.02 | 6.02 | 8.025 | 10.025 | 10.025 | 12.032 | 12.032 | 14.032 | 14.032 | |
| Tinggi Kepala k | maksimal | 1.2 | 1.8 | 2.3 | 2.5 | 3.5 | 4.4 | 4.6 | 4.8 | 5.3 | 5.5 | 5.9 | 8.8 | 10.3 |
| menit | 0.95 | 1.55 | 2.05 | 2.25 | 3.2 | 4.1 | 4.3 | 4.5 | 5 | 5.2 | 5.6 | 8.44 | 9.87 | |
| Sudut Countersink α | maksimal | 92° | 92° | |||||||||||
| menit | 90° | 90° | ||||||||||||
Untuk spesifikasi lengkap, termasuk panjang ulir dan toleransi, lihat DIN 7991 atau ISO 10642. Perhatikan bahwa panjang diukur dari bagian atas kepala hingga ujung, dan ulir penuh adalah standar untuk panjang yang lebih pendek.
Bahan dan Komposisi Kimia
Sekrup DIN 7991 biasanya terbuat dari baja tahan karat untuk ketahanan korosi atau baja paduan untuk kekuatan tinggi. Material umum meliputi baja tahan karat A2 (SUS304) dan A4 (SUS316), yang menawarkan daya tahan yang sangat baik di lingkungan yang keras. Komposisi kimianya memastikan sifat mekanik seperti kekuatan tarik dan kekerasan tetap terjaga.
Varian baja tahan karat memberikan sifat non-magnetik dan ketahanan terhadap oksidasi, sehingga cocok untuk pengolahan makanan, aplikasi kelautan, dan medis. Versi baja paduan, seringkali dalam kelas sifat 8.8, 10.9, atau 12.9, diberi perlakuan panas untuk meningkatkan kekuatan dalam penggunaan struktural. Lapisan permukaan seperti oksida hitam atau pelapisan seng lebih lanjut melindungi dari keausan.
| Bahan | Komposisi Kimia (%) | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| C | M N | Si | P | S | Ni | Mo | Cr | |
| SUS304 (A2) | ≤0,08 | ≤2,00 | ≤1,00 | ≤0,045 | ≤0,03 | 8.00-11.00 | – | 17.00-19.00 |
| SUS316 (A4) | ≤0,08 | ≤2,00 | ≤1,00 | ≤0,045 | ≤0,03 | 10.00-14.00 | 2.00-3.00 | 16.00-18.00 |
Untuk pilihan baja karbon, komposisinya bervariasi menurut tingkatan (misalnya, 10.9: C 0.20-0.55%, Mn 0.40-0.90%). Pilih berdasarkan kondisi lingkungan; A4 untuk paparan lingkungan laut karena kandungan molibdenum meningkatkan ketahanan terhadap korosi lubang.
Sifat Mekanis
Sifat mekanis sekrup DIN 7991 diklasifikasikan menurut ISO 3506 untuk baja tahan karat dan ISO 898 untuk baja karbon. Baja tahan karat kelas A2-50, A2-70, dan A4-80 menawarkan kekuatan tarik dari 500 hingga 800 MPa, dengan kekuatan luluh pada 210-450 MPa. Ini memastikan keuletan untuk ketahanan terhadap getaran sekaligus memberikan kekerasan yang cukup (HV 150-300) untuk integritas penggerak.
Varian baja karbon kelas 8.8, 10.9, dan 12.9 mencapai kekuatan yang lebih tinggi (800-1200 MPa tarik), ideal untuk aplikasi penahan beban. Sifat-sifatnya meliputi perpanjangan minimal 12% dan ketahanan benturan untuk penggunaan suhu rendah. Pengujian sesuai DIN EN ISO 6892-1 memastikan kepatuhan, dengan kekerasan permukaan yang dikontrol untuk mencegah kerapuhan hidrogen pada sekrup berlapis.
Panduan utama: Sesuaikan kelas properti dengan tegangan aplikasi; A4-80 untuk lingkungan korosif dengan kebutuhan kekuatan tinggi. Inspeksi rutin untuk retakan kelelahan direkomendasikan dalam skenario pembebanan siklik.
Standar Torsi
Nilai torsi untuk sekrup DIN 7991 memastikan pengencangan yang tepat tanpa kerusakan ulir atau kegagalan kepala sekrup. Torsi putus minimum (dalam Nm, dikonversi dari kgf.cm untuk akurasi: 1 kgf.cm ≈ 0,098 Nm) ditentukan untuk jenis baja tahan karat. Ini adalah uji destruktif sesuai DIN EN ISO 3506-1, yang menunjukkan torsi di mana sekrup gagal dalam torsi.
Untuk pemasangan, gunakan torsi putus 70-80% sebagai nilai dudukan, disesuaikan untuk pelumasan (μ=0,125 untuk polos, 0,094 untuk berlapis). Perhitungan pramuat melalui VDI 2230 memastikan keamanan sambungan. Tabel di bawah ini mencantumkan torsi putus minimum, yang telah diverifikasi terhadap data standar.
| Benang | Kelas Properti | ||
|---|---|---|---|
| A2-50 | A2-70 | A4-80 | |
| Torsi Putus Minimum (Nm) | |||
| M1.6 | 0.15 | 0.2 | 0.24 |
| M2 | 0.3 | 0.4 | 0.48 |
| M2.5 | 0.6 | 0.9 | 0.96 |
| M3 | 1.1 | 1.6 | 1.8 |
| M4 | 2.7 | 3.8 | 4.3 |
| M5 | 5.5 | 7.8 | 8.8 |
| M6 | 9.3 | 13 | 15 |
| M8 | 23 | 32 | 37 |
| M10 | 46 | 65 | 74 |
| M12 | 80 | 110 | 130 |
| M16 | 210 | 290 | 330 |
Untuk baja karbon, torsi pengencangan yang direkomendasikan (MA dalam Nm) untuk kelas 10.9 lebih tinggi: M3=1,4, M4=3,4, M5=6,8, M6=11, M8=28, M10=55, dst., sesuai ISO 898-1. Gunakan kunci torsi yang dikalibrasi dengan akurasi ±4%, dan pertimbangkan koefisien gesekan untuk pramuat yang tepat.
Proses Manufaktur
Produksi sekrup DIN 7991 biasanya melibatkan pembentukan kepala dingin pada mesin multi-stasiun, membentuk kepala kerucut dan soket segi enam dalam satu atau dua langkah. Proses ini memastikan pemanfaatan material yang tinggi dan geometri yang presisi. Penguliran selanjutnya dilakukan menggunakan mesin penggulung otomatis, menciptakan ulir yang seragam dengan gerinda minimal.
Perlakuan panas untuk baja paduan melibatkan pendinginan dan penemperan untuk mencapai kekerasan yang diinginkan (misalnya, 39-44 HRC untuk 10.9). Varian baja tahan karat menjalani anil untuk meningkatkan kemampuan pengerjaan. Kontrol kualitas meliputi inspeksi dimensi sesuai DIN EN ISO 4759 dan pengukuran ulir sesuai standar GO/NO-GO. Perlakuan permukaan seperti pasivasi untuk baja tahan karat atau pelapisan listrik untuk baja karbon meningkatkan ketahanan korosi.
Manufaktur canggih menggunakan CNC untuk panjang khusus dan fitur non-standar, memastikan ketertelusuran melalui penomoran lot. Proses ini menghasilkan pengencang dengan kinerja yang konsisten, mengurangi variabilitas dalam perakitan.
Aplikasi
Sekrup DIN 7991 unggul dalam skenario yang membutuhkan permukaan rata, seperti panel pesawat terbang, sasis otomotif, dan cetakan presisi. Pada kereta api berkecepatan tinggi, sekrup ini mengamankan komponen tanpa hambatan aerodinamis. Rakitan mekanis mendapat manfaat dari kapasitas torsinya yang tinggi, sementara elektronik menggunakannya untuk penutup pelindung EMI.
Tips pemilihan: Gunakan sekrup kelas A4 di lingkungan lembap; 12.9 untuk sambungan dengan tekanan tinggi. Kombinasikan dengan lubang countersunk sesuai DIN 74 untuk pemasangan optimal. Di area yang rawan getaran, gunakan pengunci ulir untuk mempertahankan prategangan. Aplikasi ini menyoroti keserbagunaan sekrup dalam mencapai pengencangan yang aman dan estetis.
Pertanyaan yang Sering Diajukan (FAQ)
- Berapakah sudut countersink standar untuk sekrup DIN 7991?
- Sudut countersink minimal 90° hingga maksimal 92° untuk semua ukuran M3 hingga M24, memastikan pemasangan yang tepat pada lubang yang sesuai tanpa tonjolan.
- Bagaimana cara saya memilih tingkatan material yang sesuai?
- Pilih A2-70 untuk ketahanan korosi umum, A4-80 untuk lingkungan laut atau asam karena kandungan molibdenumnya. Untuk kekuatan tinggi, pilih baja karbon 10.9 atau 12.9 dengan lapisan pelindung.
- Berapa torsi yang harus saya gunakan untuk pemasangan?
- Gunakan torsi putus minimum 70-80%, yang disesuaikan dengan gesekan. Misalnya, M6 A2-70: pasang pada 9-10 Nm. Selalu kalibrasi alat dan pertimbangkan pelumasan.
- Apakah sekrup ini cocok untuk aplikasi dengan getaran tinggi?
- Ya, dengan pengunci ulir atau fitur torsi yang dominan. Desain penggerak internal dan rata mengurangi risiko kelonggaran pada beban dinamis seperti mesin atau kendaraan.
- Bagaimana proses manufaktur memengaruhi kualitas?
- Pembentukan kepala baut dengan metode cold heading memastikan pembentukan kepala baut yang presisi; penguliran yang tidak tepat dapat menyebabkan peningkatan tegangan. Pastikan produsen bersertifikat dan mematuhi standar DIN EN ISO 9001 untuk dimensi dan kekuatan yang konsisten.
- Apakah sekrup DIN 7991 dapat digunakan dengan material non-logam?
- Ya, pada material komposit atau plastik dengan sisipan yang sesuai, tetapi pastikan kompatibilitasnya untuk menghindari kerusakan. Nilai torsi yang lebih rendah mungkin diperlukan untuk mencegah kerusakan material.
