Schema generale dello standard
Questa norma specifica le proprietà meccaniche e i metodi di prova per le viti autofilettanti. Di seguito è riportato uno schema strutturato per guidarvi attraverso le sezioni principali:
- Requisiti tecniciCopre i materiali, le proprietà metallurgiche e i criteri di prestazione meccanica.
- Metodi di prova: Descrive in dettaglio le procedure per le prove metallurgiche e meccaniche.
- Specifiche della chiave dinamometricaRequisiti per gli strumenti utilizzati nelle prove di coppia.
- Domande frequentiDomande frequenti e approfondimenti professionali.
Requisiti tecnici
La norma definisce requisiti precisi per le viti autofilettanti al fine di garantirne l'affidabilità nelle applicazioni di fissaggio. Queste viti sono progettate per la foratura e la filettatura in un'unica operazione e sono comunemente utilizzate nei settori dell'edilizia, dell'automotive e della meccanica.
Materiali
Le viti autofilettanti devono essere realizzate in acciaio cementato o acciaio trattato termicamente. Questa scelta garantisce il necessario equilibrio tra duttilità del nucleo e durezza superficiale, fondamentale per forare materiali come acciaio o alluminio senza preforatura.
Proprietà metallurgiche
Le proprietà metallurgiche sono essenziali per le prestazioni della vite sotto sforzo. Un adeguato trattamento termico previene guasti come crepe o fragilità.
Durezza superficiale
Dopo il trattamento termico, la durezza superficiale delle viti autofilettanti deve essere di almeno 530 HV 0.3. Questa elevata durezza superficiale consente una foratura e una filettatura efficaci, riducendo l'usura della punta della vite durante l'installazione.
Durezza del nucleo
La durezza del nucleo dopo il trattamento è specificata come segue:
- Da 320 HV 5 a 400 HV 5 per filettature di dimensioni ≤ ST 4.2.
- Da 320 HV 10 a 400 HV 10 per filettature di dimensioni > ST 4.2.
La temperatura minima di rinvenimento raccomandata è di 330 °C. Evitare l'intervallo di rinvenimento compreso tra 275 °C e 315 °C per ridurre al minimo il rischio di infragilimento da martensite rinvenuta, che potrebbe portare a una rottura prematura sotto carico.
Profondità della cassa
La profondità di tempra deve essere conforme ai valori riportati nella Tabella 1. Tale profondità garantisce uno strato temprato sufficiente per la foratura, mantenendo al contempo la tenacità del nucleo.
| Dimensione del filo | Min (mm) | Massimo (mm) |
|---|---|---|
| ST 2.9 e ST 3.5 | 0.05 | 0.18 |
| ST 4.2 a ST 5.5 | 0.10 | 0.23 |
| ST 6.3 | 0.15 | 0.28 |
Microstruttura
Nella microstruttura trattata termicamente, non devono comparire bande di ferrite tra lo strato superficiale indurito e il nucleo. Ciò garantisce una resistenza uniforme e previene la formazione di zone di debolezza che potrebbero causare cedimenti per taglio.
Fragilità da idrogeno
Le viti autofilettanti galvanizzate sono a rischio di frattura indotta da infragilimento da idrogeno. I produttori e i galvanizzatori devono adottare misure, inclusi i test secondo la norma GB/T 3098.17, per controllare questo rischio. Inoltre, è opportuno considerare i requisiti di riduzione dell'infragilimento da idrogeno previsti dalla norma GB/T 5267.1 per gli elementi di fissaggio galvanizzati al fine di migliorarne la durabilità a lungo termine.
Proprietà meccaniche
Le proprietà meccaniche definiscono la capacità della vite di funzionare in condizioni operative, tra cui foratura, maschiatura e carico.
Prestazioni di perforazione
La parte forante della vite deve praticare un foro preesistente adatto all'estrusione della filettatura interna corrispondente, secondo le condizioni di prova specificate nella sezione 4.2.1. Ciò garantisce un'installazione efficiente senza l'utilizzo di utensili aggiuntivi.
Prestazioni di formatura della filettatura
Nel foro preformato praticato secondo il punto 3.3.1, la vite deve sporgere dalla filettatura interna corrispondente senza deformarsi quando viene avvitata nella piastra di prova come indicato al punto 4.2.1.1. Questa proprietà è fondamentale per un fissaggio sicuro in materiali sottili.
Resistenza alla torsione
Se testata secondo il punto 4.2.3, la resistenza torsionale deve garantire che la coppia di rottura sia uguale o superiore ai valori riportati nella Tabella 4. Un'elevata resistenza torsionale previene la rottura durante il serraggio.
Metodi di prova
I metodi di prova standardizzati verificano la conformità ai requisiti, fornendo risultati riproducibili per la garanzia della qualità.
Prove di prestazione metallurgica
Prova di durezza superficiale
Eseguire le misurazioni secondo la norma GB/T 4340.1. Le impronte devono essere prelevate su superfici piane, preferibilmente sulla testa della vite, per misurare con precisione lo strato indurito.
Test di durezza del nucleo
Eseguire la prova secondo la norma GB/T 4340.1 su una microsezione trasversale per valutare la tenacità interna.
Misurazione della profondità della cassa
Eseguire la misurazione al microscopio su una microsezione longitudinale sul fianco, a metà strada tra cresta e radice, oppure alla radice per viti ≤ ST 4.2. Per la valutazione, utilizzare la microdurezza Vickers con una forza di 300 g sul profilo della filettatura, calcolando dal punto in cui la durezza del nucleo supera di 30 HV.
Test della microstruttura
Eseguire le ispezioni metallografiche secondo le norme pertinenti per confermare l'assenza di difetti.
Prove di prestazione meccanica
Prova di foratura e maschiatura
Apparecchiatura di prova
Si veda la Figura 1 per un esempio di configurazione. Le piastre di prova sono realizzate in acciaio a basso tenore di carbonio (≤ 0,23% di carbonio) con durezza da 110 HV 30 a 165 HV 30 secondo la norma GB/T 4340.1. Spessore della piastra secondo la Tabella 2.
| Dimensione del filo | Spessore della piastra di prova (mm) | Forza assiale (N) | Tempo massimo di avvitamento (s) | Velocità della vite (giri/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 |
Lo spessore della piastra di prova può essere costituito da due piastre di acciaio. Questi valori sono validi solo per l'ispezione di accettazione.
Procedura di prova
Avvitare il campione rivestito o non rivestito nella piastra di prova fino a quando non passa un intero filetto. Applicare forza assiale e velocità secondo la Tabella 2 durante la foratura e la filettatura.
Ispezione delle perforazioni
Previo accordo, eseguire l'ispezione della foratura utilizzando piastre di prova secondo il punto 4.2.1.1 con lo spessore indicato nella Tabella 3. Preforare un punto di riferimento. Dopo la foratura, la dimensione massima del foro non deve superare i limiti indicati nella Tabella 3.
| Dimensione del filo | Spessore della piastra (mm) | Diametro minimo del foro (mm) | Diametro massimo del foro (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 |
Il dispositivo illustrato nella Figura 2 integra la Figura 1. Il diametro interno del manicotto è di circa 0,25 mm maggiore del diametro maggiore della filettatura. La lunghezza del manicotto consente l'estensione della punta del trapano. Le forze assiali devono essere applicate secondo le istruzioni della Tabella 2 per l'installazione; un superamento di tali valori può causare fratture o surriscaldamento.
Test di coppia
Fissare la vite in una matrice o dispositivo di separazione filettata corrispondente senza danneggiare la parte serrata. Fare riferimento alla Figura 3 per la configurazione. Dopo il serraggio, devono sporgere almeno due filettature complete e almeno due filettature complete (esclusa la punta del trapano) devono essere fissate. Per le viti corte, serrare l'intera filettatura senza applicare forza sulla testa.
Applicare una coppia di serraggio utilizzando un dispositivo calibrato fino alla rottura. La vite deve soddisfare le coppie di serraggio minime indicate nella Tabella 4.
| Dimensione del filo | Coppia di rottura minima (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 |
Chiave dinamometrica
Le chiavi dinamometriche utilizzate per le prove devono avere un errore di misurazione entro ±3% rispetto al valore di coppia specificato. È possibile utilizzare dispositivi elettrici con precisione e visualizzazione della coppia equivalenti. Per le prove di convalida, si raccomanda l'utilizzo di chiavi dinamometriche manuali per garantire precisione e riproducibilità.
Domande frequenti
- Quali materiali sono raccomandati per le viti autofilettanti secondo questa norma?
Acciaio cementato o acciaio trattato termicamente, che fornisce la durezza superficiale necessaria per la foratura e la duttilità del nucleo per garantire la resistenza. - Come viene gestita la fragilità da idrogeno nelle viti elettrodeposte?
Attraverso misure quali la cottura post-placcatura e i test secondo la norma GB/T 3098.17, unitamente alle considerazioni della norma GB/T 5267.1 per ridurre al minimo i rischi di frattura. - Qual è l'importanza di evitare l'intervallo di tempra compreso tra 275 e 315 °C?
Questo intervallo può indurre fragilità da martensite temprata, con conseguente rottura fragile; la tempra a ≥330 °C garantisce una maggiore tenacità. - Come si deve testare la durezza del nucleo per viti di diverse dimensioni?
Utilizzare HV 5 per ≤ ST 4.2 e HV 10 per > ST 4.2 su microsezioni trasversali secondo GB/T 4340.1 per una valutazione accurata delle proprietà interne. - Quali forze assiali vengono applicate durante le prove di perforazione e perché?
Le forze applicate variano da 150 N a 350 N per dimensione della filettatura (Tabella 2) per simulare le condizioni di installazione, evitando sovraccarichi che potrebbero danneggiare la punta del trapano. - Perché i test di resistenza torsionale sono fondamentali?
Verifica che la vite possa sopportare le coppie di serraggio durante l'installazione senza rompersi, garantendo affidabilità in applicazioni con elevati requisiti di serraggio, come indicato nella Tabella 4.
