GB/T3098.7-2000は、浸炭鋼製のセルフタッピングねじの機械的特性を規定しています。この規格は、信頼性の高いねじ山と強度を必要とする用途において、これらの締結部品が厳格な性能基準を満たすことを保証します。以下では、材料、機械的特性、試験方法、および関連要件の主要な側面について詳しく説明します。
材料
セルフタッピングねじは、浸炭鋼を冷間鍛造加工して製造するものとする。表1に示す化学組成は、その目安となる。
| 分析 | 炭素（%） | マンガン（%） |
|---|---|---|
| お玉 | 0.15~0.25 | 0.70~1.65 |
| チェック | 0.13~0.27 | 0.64~1.71 |
注：チタンやアルミニウムを添加してホウ素の効果を抑制すれば、ホウ素含有量は0.005%まで低下する可能性があります。
機械的特性および性能特性
4.1 特性および試験方法
機械的特性および性能特性、ならびにそれらの要件と試験方法については、表2に概説する。
| 財産 | 要件（条項または表） | 試験方法（条項） |
|---|---|---|
| コア硬度 | 4.3 | 5.1 |
| 表面硬度 | 4.3 | 5.2 |
| ケースの奥行き | 4.4、表4 | 5.3 |
| ねじり強度 | 4.5、表3 | 5.4 |
| 頭部の健全性 | 4.6 | 5.5 |
| 運転性 | 4.7、表3 | 5.6 |
| 水素脆化耐性 | 4.8 | 5.7 |
| 焼き戻し後の中心硬度 | 4.9 | 5.8 |
| 抗張力 | 4.10、表3 | 5.9 |
4.2 熱処理
完成したねじは、表面硬化および焼き戻し処理を施すものとする。焼き戻しの最低温度は340℃であり、表3に示す機械的特性および性能要件を満たさなければならない。
| 公称ねじ径（mm） | 最小ねじり強度（N・m） | 最大駆動トルク（N・m） | 最小引張荷重（参考値）（N） |
|---|---|---|---|
| 2 | 0.5 | 0.3 | 1940 |
| 2.5 | 1.2 | 0.6 | 3150 |
| 3 | 2.1 | 1.1 | 4680 |
| 3.5 | 3.4 | 1.7 | 6300 |
| 4 | 4.9 | 2.5 | 8170 |
| 5 | 10 | 5 | 13200 |
| 6 | 17 | 8.5 | 18700 |
| 8 | 42 | 21 | 34000 |
| 10 | 85 | 43 | 53900 |
| 12 | 150 | 75 | 78400 |
4.3 硬度
芯部の硬度は290～370 HV10、表面の硬度は最低450 HV0.3とする。
4.4 ケースの奥行き
ケースの深さは表4に準拠するものとする。
| 公称ねじ径（mm） | 最小値（mm） | 最大（mm） |
|---|---|---|
| 2, 2.5 | 0.04 | 0.12 |
| 3, 3.5 | 0.05 | 0.18 |
| 4, 5 | 0.1 | 0.25 |
| 6, 8 | 0.15 | 0.28 |
| 10, 12 | 0.15 | 0.32 |
4.5 ねじり強度
5.4項に従って試験した場合、ねじり強度は表3を満たすものとする。締め付けられたねじ部には破断が生じてはならない。
4.6 頭部の健全性
5.5項に従って試験した場合、ねじ軸に垂直な平面に対してヘッドベアリング面が7°の角度まで永久変形しても、ヘッドとシャンクの接合部に亀裂が生じてはならない。最初のねじ山で破断が生じた場合でも、ヘッドが折れなければ試験は合格とする。
4.7 ねじ成形能力
永久ねじ山変形のないねじ（10倍の拡大率で確認）は、5.6項に従って試験板に嵌合する内ねじを形成するものとする。駆動トルクは表3の値を超えてはならない。形成された内ねじは、GB/T 197に従って6hの公差で外ねじを受け入れ、GB/T 3098.2に従って強度クラス8の耐荷重に耐えるものとする。
4.8 水素脆化耐性
セルフタッピングねじ、特に電気めっきされたものは、水素脆化を起こしやすい。水素関連リスクを管理するため、GB/T 3098.17（平行接触面法）に従って工程検査を実施しなければならない。脆化が検出された場合は、工程を改善しなければならない。電気めっきされたねじは、GB/T 5267に従って水素排出試験を実施しなければならない。
注：ISO 10683に準拠した非電解亜鉛フレークコーティングを推奨します。
4.9 焼き戻し後の芯部硬度
5.8項に従って試験した場合、再焼戻し後の芯部の硬度低下は20HVを超えてはならない。
4.10 引張強度
長さが12mm以上または直径が3d以上のねじについては、引張試験の実施について供給者と購入者の間で合意することができます。注：表3の引張荷重は参考値です。
試験方法
5.1 コア硬度試験
芯部の硬度は、GB/T 4340.1 に従って、端部から離れた断面の半径の半分の位置で、小径を通るように測定する。
5.2 表面硬度試験
ルーチン検査は、端部、シャンク、またはヘッド（形状が許せば）で行うことができます。コーティング除去後、GB/T 4340.1 に従って検査を行います。仲裁の場合、直径 4 mm 以上の場合は、エッジから 0.05 mm 以上のプロファイルでビッカース微小硬度 (HV0.1) を使用し、4 mm 未満の場合は交渉します。
5.3 事例深度テスト
浸炭深さは、表面から芯部硬度＋30HV0.3となる点までの垂直距離です。仲裁には、微小硬度（HV0.3）を使用します。
5.4 ねじり強度試験
クランプねじは、治具に少なくとも2つの完全なねじ山があり、2つのねじ山が露出している状態にする。破損するまでトルクをかける。その値は表3を満たすものとする。
5.5 頭部健全性検査
穴径が公称値＋0.05mm（M6以下）または＋0.1mm（M6～M12）となるように、くさびにねじを挿入します。7°変形するまで軸方向荷重を加えます。皿ねじには使用しないでください。
5.6 走行性能テスト
ねじを試験板（低炭素鋼、140～180 HV30、厚さ＝公称直径、表5の穴）にねじ山が1つ突き出るまでねじ込みます。初期軸方向力：≤50 N（≤M5）、≤100 N（>M5）。判定時の回転速度は≤30 r/minです。最大トルクは駆動トルクです。潤滑剤の使用は許可されています。
| 公称ねじ径（mm） | 2 | 2.5 | 3 | 3.5 | 4 | 5 | 6 | 8 | 10 | 12 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 厚さ（mm） | 2 | 2.5 | 3 | 3.5 | 4 | 5 | 6 | 8 | 10 | 12 | |
| 穴の直径（mm） | マックス | 1.825 | 2.275 | 2.775 | 3.18 | 3.68 | 4.53 | 5.43 | 7.336 | 9.236 | 11.143 |
| 分 | 1.8 | 2.25 | 2.75 | 3.15 | 3.65 | 4.5 | 5.4 | 7.3 | 9.2 | 11.1 | |
注：試験板の厚さ公差はGB/T 709に準拠します。
5.7 水素脆化試験
GB/T 3098.17に準拠。
5.8 焼き戻し試験
再焼戻し（330℃、1時間）前後の平均芯部硬度（3ポイント）の差が20HV以下であること。仲裁のみに使用。
5.9 引張試験
ねじ山が6山以上露出しているクランプねじ。軸荷重を25mm/分以下で加え、破断するまで続ける。破断箇所は、ねじ山または軸部であり、ねじ山の接合部ではないこと。
トルクレンチ
ねじり試験および駆動性試験用のトルクレンチは、規定値の±3%以内の測定誤差を有するものとする。仲裁用の手動レンチ。
マーキング
7.1 マーキング記号
表面硬化および焼き戻し処理を施したセルフタッピングねじで、「-O-」の刻印があるもの。
7.2 識別
表面硬化処理されたねじには、7.1項に従って凹型または隆起型のマーキングを施すものとする。六角頭または六角錐頭（直径5mm以上）には必須であり、頭部にマーキングを施すことが望ましい。その他のタイプについては、別途合意する。
7.3 製造元マーク
製造元の商標または識別表示は、すべての表示対象製品に義務付けられています。
よくある質問
- この規格におけるセルフタッピングねじの最低焼き戻し温度は何度ですか？
- 硬度や強度などの機械的特性を確実に満たすためには、最低焼戻し温度は340℃とする。
- 電気めっきされたねじにおける水素脆化はどのように対処されていますか？
- 工程はGB/T 3098.17に基づいて検査され、水素排出はGB/T 5267に基づいて要求されます。リスクを最小限に抑えるため、ISO 10683に準拠した亜鉛フレークなどの非電解コーティングが推奨されます。
- コア硬度と表面硬度の要件は何ですか？
- 芯部の硬度は290～370 HV10、表面の硬度は少なくとも450 HV0.3である必要があり、耐久性とねじ成形能力を確保する必要があります。
- どのサイズのネジについて、引張試験は任意ですか？
- 長さが12mm以上、または公称直径の3倍以上のねじについては、引張試験は合意により任意で実施でき、参考荷重は表3に示す。
- 表面硬化処理されたセルフタッピングねじには、どのようなマーキングが必要ですか？
- 特に六角形のヘッドで直径が5mm以上のものには、製造元の商標とともに「-O-」の記号を付ける必要がある。
- ケースの深さはどのように測定されますか？また、4mmネジの許容範囲はどのくらいですか？
- HV0.3を使用して5.3ごとに測定。4mmの場合、硬度と靭性のバランスを取るために、最小0.1mm、最大0.25mmとする。
