Garis Besar Standar
Standar ini menetapkan sifat mekanik dan metode pengujian untuk sekrup pengebor sendiri. Berikut adalah garis besar terstruktur untuk memandu Anda melalui bagian-bagian utama:
- Persyaratan TeknisMencakup material, sifat metalurgi, dan kriteria kinerja mekanik.
- Metode Pengujian: Merinci prosedur untuk pengujian metalurgi dan mekanik.
- Spesifikasi Kunci TorsiPersyaratan untuk alat yang digunakan dalam pengujian torsi.
- Pertanyaan yang Sering Diajukan (FAQ)Pertanyaan umum dan wawasan profesional.
Persyaratan Teknis
Standar ini menguraikan persyaratan yang tepat untuk sekrup pengebor dan penyadap sendiri guna memastikan keandalan dalam aplikasi pengencangan. Sekrup ini dirancang untuk pengeboran dan penyadapan dalam satu operasi, dan umumnya digunakan dalam industri konstruksi, otomotif, dan permesinan.
Bahan-bahan
Sekrup ulir pengeboran sendiri harus diproduksi dari baja pengerasan permukaan atau baja yang diberi perlakuan panas. Pemilihan ini memastikan keseimbangan yang diperlukan antara keuletan di bagian inti dan kekerasan di permukaan, yang sangat penting untuk mengebor material seperti baja atau aluminium tanpa pengeboran awal.
Sifat Metalurgi
Sifat metalurgi sangat penting untuk kinerja sekrup di bawah tekanan. Perlakuan panas yang tepat mencegah kegagalan seperti retak atau kerapuhan.
Kekerasan Permukaan
Setelah perlakuan panas, kekerasan permukaan sekrup pengebor dan penyadap sendiri harus minimal 530 HV 0,3. Kekerasan permukaan yang tinggi ini memungkinkan pengeboran dan penyadapan yang efektif, mengurangi keausan pada ujung sekrup selama pemasangan.
Kekerasan Inti
Kekerasan inti setelah perawatan ditentukan sebagai berikut:
- 320 HV 5 hingga 400 HV 5 untuk ukuran ulir ≤ ST 4.2.
- 320 HV 10 hingga 400 HV 10 untuk ukuran ulir > ST 4.2.
Suhu temper minimum yang direkomendasikan adalah 330°C. Hindari kisaran temper 275°C hingga 315°C untuk meminimalkan risiko kerapuhan martensit temper, yang dapat menyebabkan kegagalan dini di bawah beban.
Kedalaman Kasus
Kedalaman lapisan harus sesuai dengan nilai-nilai dalam Tabel 1. Kedalaman ini memastikan lapisan yang cukup keras untuk pengeboran sambil mempertahankan ketangguhan inti.
| Ukuran Benang | Min (mm) | Maksimum (mm) |
|---|---|---|
| ST 2.9 dan ST 3.5 | 0.05 | 0.18 |
| ST 4.2 hingga ST 5.5 | 0.10 | 0.23 |
| ST 6.3 | 0.15 | 0.28 |
Mikrostruktur
Pada struktur mikro hasil perlakuan panas, tidak akan muncul ferit bergaris di antara lapisan pengerasan permukaan dan inti. Hal ini memastikan kekuatan yang seragam dan mencegah zona lemah yang dapat menyebabkan kegagalan geser.
Penggetasan Hidrogen
Sekrup pengebor sendiri berlapis listrik berisiko mengalami patahan akibat penggetasan hidrogen. Produsen dan pihak yang melakukan pelapisan harus menerapkan langkah-langkah, termasuk pengujian sesuai GB/T 3098.17, untuk mengendalikan risiko ini. Selain itu, pertimbangkan persyaratan pengurangan penggetasan hidrogen dalam GB/T 5267.1 untuk pengencang berlapis listrik guna meningkatkan daya tahan jangka panjang.
Sifat Mekanis
Sifat mekanis menentukan kemampuan sekrup untuk berfungsi dalam kondisi operasional, termasuk pengeboran, pembuatan ulir, dan menahan beban.
Kinerja Pengeboran
Bagian pengeboran sekrup harus mengebor lubang yang telah dibuat sebelumnya yang sesuai untuk mengekstrusi ulir internal yang cocok di bawah kondisi pengujian yang ditentukan pada bagian 4.2.1. Hal ini memastikan pemasangan yang efisien tanpa alat tambahan.
Kinerja Pembentukan Ulir
Pada lubang pracetak yang dibor sesuai dengan 3.3.1, sekrup harus mengeluarkan ulir internal yang sesuai tanpa deformasi saat disekrupkan ke pelat uji sesuai dengan 4.2.1.1. Sifat ini sangat penting untuk pengencangan yang aman pada material tipis.
Kekuatan Torsi
Saat diuji sesuai dengan 4.2.3, kekuatan torsi harus memastikan torsi kegagalan sama dengan atau melebihi nilai-nilai dalam Tabel 4. Kekuatan torsi yang tinggi mencegah kerusakan selama pengencangan.
Metode Pengujian
Metode pengujian terstandarisasi memverifikasi kepatuhan terhadap persyaratan, memberikan hasil yang dapat direproduksi untuk jaminan kualitas.
Pengujian Kinerja Metalurgi
Uji Kekerasan Permukaan
Lakukan sesuai GB/T 4340.1. Lekukan harus berada pada permukaan yang rata, sebaiknya kepala sekrup, untuk mengukur lapisan yang mengeras secara akurat.
Uji Kekerasan Inti
Lakukan sesuai GB/T 4340.1 pada mikroseksi melintang untuk menilai ketangguhan internal.
Pengukuran Kedalaman Kasus
Ukur menggunakan mikroskop pada penampang mikro memanjang di sisi tengah antara puncak dan pangkal, atau di pangkal untuk sekrup ≤ ST 4.2. Untuk arbitrase, gunakan kekerasan mikro-Vickers dengan gaya 300 g pada profil ulir, hitung dari titik yang melebihi kekerasan inti sebesar 30 HV.
Uji Mikrostruktur
Lakukan pemeriksaan sesuai standar metalografi yang relevan untuk memastikan tidak adanya cacat.
Tes Kinerja Mekanis
Uji Pengeboran dan Pembuatan Ulir
Alat Uji
Lihat Gambar 1 untuk contoh pengaturan. Pelat uji terbuat dari baja karbon rendah (≤ 0,23% karbon) dengan kekerasan 110 HV 30 hingga 165 HV 30 sesuai GB/T 4340.1. Ketebalan pelat sesuai Tabel 2.
| Ukuran Benang | Ketebalan Pelat Uji (mm) | Gaya Aksial (N) | Waktu Pengencangan Sekrup Maksimum (detik) | Kecepatan Sekrup (rpm) |
|---|---|---|---|---|
| ST 2.9 | 0.7 + 0.7 = 1.4 | 150 | 3 | Tahun 1800–2500 |
| ST 3.5 | 1 + 1 = 2 | 150 | 4 | Tahun 1800–2500 |
| ST 4.2 | 1.5 + 1.5 = 3 | 250 | 5 | Tahun 1800–2500 |
| ST 4.8 | 2 + 2 = 4 | 250 | 7 | Tahun 1800–2500 |
| ST 5.5 | 2 + 3 = 5 | 350 | 11 | Tahun 1000–1800 |
| ST 6.3 | 2 + 3 = 5 | 350 | 13 | Tahun 1000–1800 |
Ketebalan pelat uji dapat terdiri dari dua pelat baja. Nilai-nilai ini hanya untuk keperluan inspeksi penerimaan.
Prosedur Pengujian
Pasang spesimen yang dilapisi atau tidak dilapisi ke pelat uji hingga satu ulir penuh menembus. Terapkan gaya aksial dan kecepatan sesuai Tabel 2 selama pengeboran dan pembuatan ulir.
Inspeksi Pengeboran
Sesuai kesepakatan, lakukan inspeksi pengeboran menggunakan pelat uji per 4.2.1.1 dengan ketebalan per Tabel 3. Buat titik penanda terlebih dahulu. Setelah pengeboran selesai, ukuran lubang maksimum tidak boleh melebihi batas Tabel 3.
| Ukuran Benang | Ketebalan Pelat (mm) | Diameter Lubang Minimum (mm) | Diameter Lubang Maksimum (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 |
Perlengkapan pada Gambar 2 melengkapi Gambar 1. Diameter dalam selongsong sekitar 0,25 mm lebih besar dari diameter utama ulir. Panjang selongsong memungkinkan perpanjangan ujung bor. Gaya aksial sesuai Tabel 2 memandu pemasangan; melebihi batas dapat menyebabkan patahan atau panas berlebih.
Uji Torsi
Jepit sekrup pada cetakan atau alat pemisah ulir yang sesuai tanpa merusak bagian yang dijepit. Lihat Gambar 3 untuk pengaturan. Setelah dijepit, setidaknya dua ulir penuh menonjol, dan setidaknya dua ulir penuh (tidak termasuk ujung bor) tertahan. Untuk sekrup pendek, jepit seluruh ulir tanpa gaya penjepitan kepala.
Berikan torsi menggunakan alat yang telah dikalibrasi hingga terjadi patahan. Sekrup harus memenuhi torsi kegagalan minimum pada Tabel 4.
| Ukuran Benang | Torsi Kegagalan Minimum (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 |
Kunci Torsi
Kunci momen untuk pengujian harus memiliki kesalahan pengukuran dalam ±3% dari nilai torsi yang ditentukan. Perangkat daya dengan akurasi dan tampilan torsi yang setara dapat digunakan. Untuk pengujian arbitrase, gunakan kunci momen manual untuk memastikan presisi dan reproduksibilitas.
Pertanyaan yang Sering Diajukan (FAQ)
- Bahan apa saja yang direkomendasikan untuk sekrup ulir bor sendiri berdasarkan standar ini?
Baja yang dikeraskan permukaannya atau baja yang diberi perlakuan panas, memberikan kekerasan permukaan yang dibutuhkan untuk pengeboran dan keuletan inti untuk kekuatan. - Bagaimana cara mengatasi kerapuhan hidrogen pada sekrup yang dilapisi secara elektrokimia?
Melalui langkah-langkah seperti pemanggangan setelah pelapisan dan pengujian sesuai GB/T 3098.17, bersamaan dengan pertimbangan dari GB/T 5267.1 untuk meminimalkan risiko retak. - Apa pentingnya menghindari rentang suhu temper 275–315°C?
Kisaran suhu ini dapat menyebabkan kerapuhan martensit yang dianil, yang mengakibatkan kegagalan getas; anil pada suhu ≥330°C memastikan ketangguhan yang lebih baik. - Bagaimana seharusnya kekerasan inti diuji untuk berbagai ukuran sekrup?
Gunakan HV 5 untuk ≤ ST 4.2 dan HV 10 untuk > ST 4.2 pada penampang mikro melintang sesuai GB/T 4340.1 untuk penilaian sifat internal yang akurat. - Gaya aksial apa saja yang diterapkan selama pengujian pengeboran, dan mengapa?
Gaya yang diberikan berkisar antara 150 N hingga 350 N per ukuran ulir (Tabel 2) untuk mensimulasikan kondisi pemasangan, mencegah beban berlebih yang dapat merusak mata bor. - Mengapa pengujian kekuatan torsi sangat penting?
Hal ini memverifikasi bahwa sekrup dapat menahan torsi pemasangan tanpa patah, sehingga menjamin keandalan dalam aplikasi dengan persyaratan pengencangan tinggi sesuai Tabel 4.
