표준 개요
본 표준은 셀프 드릴링 태핑 나사의 기계적 특성 및 시험 방법을 규정합니다. 주요 섹션을 안내하는 구조화된 개요는 다음과 같습니다.
- 기술 요구사항재료, 야금학적 특성 및 기계적 성능 기준을 다룹니다.
- 시험 방법야금학적 및 기계적 시험 절차에 대한 세부 사항입니다.
- 토크 렌치 사양토크 테스트에 사용되는 도구에 대한 요구 사항.
- 자주 묻는 질문자주 묻는 질문과 전문가의 의견.
기술 요구사항
이 표준은 체결 작업에서 신뢰성을 보장하기 위해 셀프 드릴링 태핑 나사에 대한 정확한 요구 사항을 명시합니다. 이 나사는 한 번의 작업으로 드릴링과 태핑을 동시에 수행하도록 설계되었으며, 건설, 자동차 및 기계 산업에서 널리 사용됩니다.
재료
셀프 드릴링 태핑 스크류는 표면 경화강 또는 열처리강으로 제작되어야 합니다. 이러한 재질 선택은 코어의 연성과 표면의 경도 사이의 균형을 보장하며, 이는 강철이나 알루미늄과 같은 재료를 사전 드릴링 없이 관통하는 데 매우 중요합니다.
야금학적 특성
나사의 성능에는 야금학적 특성이 매우 중요합니다. 적절한 열처리는 균열이나 취성 등의 고장을 방지합니다.
표면 경도
열처리 후, 셀프 드릴링 태핑 스크류의 표면 경도는 최소 530 HV 0.3 이상이어야 합니다. 이러한 높은 표면 경도는 효율적인 드릴링 및 태핑을 가능하게 하여 설치 중 스크류 팁의 마모를 줄여줍니다.
코어 경도
처리 후 심부 경도는 다음과 같이 명시됩니다.
- 나사산 크기가 ST 4.2 이하인 경우 320 HV 5 ~ 400 HV 5.
- 나사산 크기가 ST 4.2보다 큰 경우 320 HV 10 ~ 400 HV 10.
권장 최소 템퍼링 온도는 330°C입니다. 템퍼링된 마르텐사이트의 취성 위험을 최소화하기 위해 275°C~315°C 범위의 템퍼링 온도는 피하십시오. 이 온도 범위에서는 하중을 받을 때 조기 파손이 발생할 수 있습니다.
케이스 깊이
경화층의 깊이는 표 1의 값을 준수해야 합니다. 이 깊이는 코어의 인성을 유지하면서 드릴링에 필요한 충분한 경화층을 확보합니다.
| 나사 크기 | 최소 (mm) | 최대 (mm) |
|---|---|---|
| ST 2.9 및 ST 3.5 | 0.05 | 0.18 |
| ST 4.2 ~ ST 5.5 | 0.10 | 0.23 |
| ST 6.3 | 0.15 | 0.28 |
미세구조
열처리된 미세구조에서는 표면 경화층과 중심부 사이에 띠 모양의 페라이트가 나타나서는 안 됩니다. 이는 균일한 강도를 보장하고 전단 파손을 유발할 수 있는 약한 영역을 방지합니다.
수소 취성
전기 도금된 셀프 드릴링 태핑 나사는 수소 취성으로 인한 파손 위험이 있습니다. 제조업체와 도금업체는 GB/T 3098.17에 따른 시험을 포함한 조치를 시행하여 이러한 위험을 관리해야 합니다. 또한, 장기적인 내구성을 향상시키기 위해 전기 도금 패스너에 대한 GB/T 5267.1의 수소 취성 완화 요구 사항을 고려해야 합니다.
기계적 특성
기계적 특성은 드릴링, 탭핑 및 하중 지지 등 작동 조건에서 나사의 성능을 결정합니다.
드릴링 성능
나사의 드릴링 부분은 4.2.1항에 명시된 시험 조건에서 맞물리는 내부 나사산을 압출하기에 적합한 사전 제작된 구멍을 뚫어야 합니다. 이는 추가 도구 없이 효율적인 설치를 보장합니다.
나사산 형성 성능
3.3.1항에 따라 미리 뚫어 놓은 구멍에서, 나사는 4.2.1.1항에 따라 시험판에 조일 때 변형 없이 맞물리는 내부 나사산을 돌출시켜야 합니다. 이 특성은 얇은 재료에 안전하게 고정하기 위해 매우 중요합니다.
비틀림 강도
4.2.3항에 따라 시험했을 때, 비틀림 강도는 파괴 토크가 표 4의 값과 같거나 그 이상임을 보장해야 합니다. 높은 비틀림 강도는 조임 중 파손을 방지합니다.
시험 방법
표준화된 시험 방법은 요구 사항 준수 여부를 검증하여 품질 보증을 위한 재현 가능한 결과를 제공합니다.
야금 성능 테스트
표면 경도 테스트
GB/T 4340.1에 따라 실시하십시오. 경화층을 정확하게 측정하려면 평평한 표면, 가급적 나사 머리에 홈을 내야 합니다.
코어 경도 테스트
내부 인성을 평가하기 위해 횡단 미세 단면에 대해 GB/T 4340.1에 따라 시험을 수행하십시오.
케이스 깊이 측정
나사산의 중앙부(정점과 뿌리 사이) 또는 나사산의 뿌리 부분(ST 4.2 이하인 경우)에서 현미경을 사용하여 세로 방향의 미세 단면을 측정합니다. 판정을 위해서는 나사산 프로파일에 300g의 힘을 가하여 마이크로 비커스 경도를 측정하고, 중심 경도보다 30HV 높은 지점에서 계산합니다.
미세구조 테스트
관련 금속 조직 검사 기준에 따라 검사를 실시하여 결함이 없는지 확인합니다.
기계적 성능 테스트
드릴링 및 탭핑 테스트
시험 장비
그림 1을 참조하여 예시적인 설정을 확인하십시오. 시험판은 GB/T 4340.1에 따라 경도 110 HV 30 ~ 165 HV 30인 저탄소강(탄소 함량 ≤ 0.23%)으로 제작됩니다. 판 두께는 표 2를 참조하십시오.
| 나사 크기 | 시험판 두께(mm) | 축력(N) | 최대 나사 조임 시간(초) | 스크류 회전 속도(rpm) |
|---|---|---|---|---|
| ST 2.9 | 0.7 + 0.7 = 1.4 | 150 | 3 | 1800~2500년 |
| ST 3.5 | 1 + 1 = 2 | 150 | 4 | 1800~2500년 |
| ST 4.2 | 1.5 + 1.5 = 3 | 250 | 5 | 1800~2500년 |
| ST 4.8 | 2 + 2 = 4 | 250 | 7 | 1800~2500년 |
| ST 5.5 | 2 + 3 = 5 | 350 | 11 | 1000~1800년 |
| ST 6.3 | 2 + 3 = 5 | 350 | 13 | 1000~1800년 |
시험판 두께는 두 개의 강판으로 구성될 수 있습니다. 이러한 값은 합격 검사용으로만 사용됩니다.
테스트 절차
코팅 또는 코팅되지 않은 시편을 나사산 하나가 완전히 통과할 때까지 테스트 플레이트에 조입니다. 드릴링 및 탭핑 과정 전반에 걸쳐 표 2에 따라 축 방향 힘과 속도를 적용합니다.
시추 검사
합의에 따라, 표 3에 명시된 두께의 시험판을 사용하여 4.2.1.1항에 따른 드릴링 검사를 수행합니다. 위치 표시점을 미리 뚫어 놓습니다. 드릴링 후 최대 구멍 크기는 표 3의 제한을 초과해서는 안 됩니다.
| 나사 크기 | 판 두께(mm) | 최소 구멍 직경(mm) | 최대 구멍 직경(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 |
그림 2의 고정 장치는 그림 1을 보완합니다. 슬리브 내경은 나사산 외경보다 약 0.25mm 더 큽니다. 슬리브 길이는 드릴 포인트 연장을 허용합니다. 표 2에 제시된 축 방향 힘은 설치 지침이며, 이를 초과하면 파손이나 과열이 발생할 수 있습니다.
토크 테스트
나사산 분할 다이 또는 장치에 나사를 고정할 때 고정 부위가 손상되지 않도록 주의하십시오. 설정 방법은 그림 3을 참조하십시오. 고정 후에는 나사산이 최소 두 개 이상 돌출되어야 하며, 드릴 포인트 부분을 제외한 나사산이 최소 두 개 이상 고정되어야 합니다. 짧은 나사의 경우, 나사 머리에 힘을 주지 않고 나사산 전체를 고정하십시오.
보정된 장치를 사용하여 파손될 때까지 토크를 가하십시오. 나사는 표 4에 제시된 최소 파손 토크를 충족해야 합니다.
| 나사 크기 | 최소 파괴 토크(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 |
토크 렌치
시험용 토크 렌치는 지정된 토크 값의 ±3% 이내의 측정 오차를 가져야 합니다. 동등한 정확도와 토크 표시 기능을 갖춘 전동식 토크 렌치를 사용할 수 있습니다. 중재 시험의 경우, 정밀도와 재현성을 확보하기 위해 수동 토크 렌치를 사용하십시오.
자주 묻는 질문
- 이 표준에 따르면 셀프 드릴링 태핑 나사에 권장되는 재료는 무엇입니까?
표면 경화강 또는 열처리강은 드릴링에 필요한 표면 경도와 강도 확보를 위한 중심부 연성을 제공합니다. - 전기 도금 나사에서 수소 취성은 어떻게 관리됩니까?
GB/T 3098.17에 따른 도금 후 베이킹 및 테스트와 같은 조치와 GB/T 5267.1의 고려 사항을 통해 파손 위험을 최소화합니다. - 275~315°C 온도 범위에서 열처리를 하지 않는 것이 중요한 이유는 무엇입니까?
이 범위는 템퍼링된 마르텐사이트의 취성을 유발하여 취성 파괴로 이어질 수 있으며, 330°C 이상에서 템퍼링하면 더 나은 인성을 확보할 수 있습니다. - 나사 크기에 따라 코어 경도를 어떻게 측정해야 할까요?
정확한 내부 특성 평가를 위해 GB/T 4340.1에 따라 횡단 미세 단면에서 ST 4.2 이하인 경우 HV 5를, ST 4.2 초과인 경우 HV 10을 사용하십시오. - 시추 시험 중 가해지는 축력은 무엇이며, 그 이유는 무엇입니까?
나사산 크기별로 150N에서 350N까지의 힘이 가해지며(표 2), 이는 설치 조건을 시뮬레이션하여 드릴 포인트 손상을 유발할 수 있는 과부하를 방지하기 위함입니다. - 비틀림 강도 시험이 중요한 이유는 무엇일까요?
이는 나사가 파손 없이 설치 토크를 견딜 수 있는지를 검증하여 표 4에 따라 높은 조임력이 요구되는 응용 분야에서 신뢰성을 보장합니다.
