Pengenalan
Artikel ini memperincikan piawaian prestasi mekanikal untuk skru penoreh penggerudian sendiri seperti yang digariskan dalam GB/T 3098.11-2002. Piawaian ini memastikan kebolehpercayaan dan fungsi skru penggerudian sendiri dalam aplikasi pengikat, meliputi bahan, sifat metalurgi dan prestasi mekanikal. Skru penggerudian sendiri direka bentuk untuk menggerudi lubangnya sendiri dan membentuk ulir yang sepadan tanpa pra-penggerudian, menjadikannya penting dalam industri pembinaan, automotif dan pembuatan.
Keperluan Teknikal
1.1 Bahan
Skru penoreh sendiri hendaklah diperbuat daripada keluli pengkarbon atau keluli yang dirawat haba untuk memberikan kekerasan dan ketahanan yang diperlukan untuk operasi penggerudian dan penoreh.
1.2 Sifat Metalurgi
1.2.1 Kekerasan Permukaan
Selepas rawatan haba, kekerasan permukaan skru penoreh sendiri hendaklah sekurang-kurangnya 530 HV0.3.
1.2.2 Kekerasan Teras
Kekerasan teras selepas rawatan hendaklah:
- 320 HV5 hingga 400 HV5 untuk saiz benang ≤ ST4.2;
- 320 HV10 hingga 400 HV10 untuk saiz benang > ST4.2.
Suhu pembajaan minimum yang disyorkan ialah 330°C. Suhu pembajaan antara 275°C dan 315°C harus dielakkan untuk meminimumkan risiko kerapuhan martensit yang dibaja.
1.2.3 Kedalaman Lapisan Berkarbonat
Kedalaman lapisan berkarbon hendaklah mematuhi nilai dalam Jadual 1.
| Saiz Benang | Minimum | Maksimum |
|---|---|---|
| ST2.9 dan ST3.5 | 0.05 | 0.18 |
| ST4.2 hingga ST5.5 | 0.10 | 0.23 |
| ST6.3 | 0.15 | 0.28 |
1.2.4 Mikrostruktur
Dalam mikrostruktur selepas rawatan haba, tiada ferit berjalur akan muncul di antara lapisan permukaan yang dikeraskan dan teras.
1.2.5 Kerapuhan Hidrogen
Skru penoreh penggerudian kendiri bersadur elektro berisiko patah akibat kerapuhan hidrogen. Langkah-langkah hendaklah diambil oleh pengilang dan/atau penyadur, termasuk ujian mengikut GB/T 3098.17, untuk mengawal risiko ini. Keperluan untuk menghapuskan kerapuhan hidrogen dalam pengikat bersadur elektro mengikut GB/T 5267.1 juga hendaklah dipertimbangkan.
1.3 Sifat Mekanikal
1.3.1 Prestasi Penggerudian
Bahagian penggerudian skru hendaklah menggerudi lubang pasang siap yang sesuai untuk mengekstrusi ulir dalaman yang mengawan di bawah keadaan ujian yang dinyatakan dalam bahagian 2.2.1.
1.3.2 Prestasi Pembentukan Benang
Dalam lubang pasang siap yang digerudi mengikut bahagian 2.2.1, skru penoreh penggerudian sendiri hendaklah mengeluarkan ulir dalaman yang sepadan tanpa ubah bentuk apabila diskrukan ke dalam plat ujian yang dinyatakan dalam bahagian 2.2.1.1.
1.3.3 Kekuatan Kilasan
Apabila diuji mengikut seksyen 2.2.3, kekuatan kilasan hendaklah memastikan tork kegagalan adalah sama atau lebih besar daripada nilai dalam Jadual 4.
Kaedah Ujian
2.1 Ujian Sifat Metalurgi
2.1.1 Ujian Kekerasan Permukaan
Ujian kekerasan permukaan hendaklah dijalankan mengikut GB/T 4340.1. Lekukan hendaklah dibuat pada permukaan rata, sebaik-baiknya pada kepala skru.
2.1.2 Ujian Kekerasan Teras
Ujian kekerasan teras hendaklah dijalankan mengikut GB/T 4340.1 pada keratan mikro melintang.
2.1.3 Pengukuran Kedalaman Lapisan Berkarbonat
Kedalaman lapisan berkarbur hendaklah diukur menggunakan mikroskop pada keratan mikro membujur di bahagian tengah antara puncak dan akar, atau pada akar untuk skru ≤ ST4.2. Untuk arbitrasi, gunakan kekerasan mikro-Vickers dengan daya ujian 300 g pada profil ulir, mengira kedalaman dari titik yang melebihi kekerasan teras sebanyak 30 HV.
2.1.4 Ujian Mikrostruktur
Pengujian mikrostruktur hendaklah mematuhi piawaian pemeriksaan metalografi yang berkaitan.
2.2 Ujian Sifat Mekanikal
2.2.1 Ujian Penggerudian dan Penoreh
2.2.1.1 Peralatan Ujian
Plat ujian hendaklah diperbuat daripada keluli karbon rendah dengan kandungan karbon ≤ 0.23% dan kekerasan 110 HV30 hingga 165 HV30 (setiap GB/T 4340.1). Ketebalan plat hendaklah mematuhi Jadual 2. Peralatan ujian ditunjukkan dalam Rajah 1 (tidak ditunjukkan di sini; rujuk piawaian untuk gambar rajah).
| Saiz Benang | Ketebalan Plat Ujian (mm) | Daya Paksi (N) | Masa Skru Maksimum | Kelajuan Skru Di Bawah Beban (r/min) |
|---|---|---|---|---|
| ST2.9 | 0.7 + 0.7 = 1.4 | 150 | 3 | 1800–2500 |
| ST3.5 | 1 + 1 = 2 | 150 | 4 | 1800–2500 |
| ST4.2 | 1.5 + 1.5 = 3 | 250 | 5 | 1800–2500 |
| ST4.8 | 2 + 2 = 4 | 250 | 7 | 1800–2500 |
| ST5.5 | 2 + 3 = 5 | 350 | 11 | 1000–1800 |
| ST6.3 | 2 + 3 = 5 | 350 | 13 | 1000–1800 |
Nota: Ketebalan plat ujian mungkin terdiri daripada dua plat keluli. Nilai ini adalah untuk pemeriksaan penerimaan sahaja.
2.2.1.2 Prosedur Ujian
Skrukan skru bersalut atau tidak bersalut (mengikut aplikasi) ke dalam plat ujian sehingga satu ulir penuh melaluinya. Daya paksi dan kelajuan skru daripada Jadual 2 dikenakan pada kedua-dua penggerudian dan penorehan.
2.2.2 Pemeriksaan Penggerudian
Dengan persetujuan, pemeriksaan penggerudian boleh dilakukan. Plat ujian mengikut 2.2.1.1, ketebalan mengikut Jadual 3. Tebuk titik lokasi terlebih dahulu. Selepas menggerudi, saiz lubang maksimum tidak boleh melebihi had Jadual 3. Lekapan dalam Rajah 2 (tidak ditunjukkan; rujuk piawaian) melengkapi Rajah 1, dengan diameter dalam lengan kira-kira 0.25 mm lebih besar daripada diameter utama ulir. Panjang lengan membolehkan pemanjangan titik gerudi. Daya paksi daripada Jadual 2 membimbing pemasangan; melebihi boleh menyebabkan patah titik gerudi atau terlalu panas.
| Saiz Benang | Ketebalan Plat | Diameter Lubang Minimum | Diameter Lubang Maksimum |
|---|---|---|---|
| ST2.9 | 1 | 2.2 | 2.5 |
| ST3.5 | 1 | 2.7 | 3 |
| ST4.2 | 2 | 3.2 | 3.6 |
| ST4.8 | 2 | 3.7 | 4.2 |
| ST5.5 | 2 | 4.2 | 4.8 |
| ST6.3 | 2 | 4.8 | 5.4 |
2.2.3 Ujian Tork
Kepitkan skru pada acuan atau peranti pemisah ulir yang sepadan tanpa merosakkan bahagian yang diapit. Radas ini dicontohkan dalam Rajah 3 (tidak ditunjukkan; rujuk piawaian). Selepas pengapit, sekurang-kurangnya dua ulir penuh memanjang melepasi peranti, dan sekurang-kurangnya dua ulir penuh (tidak termasuk titik gerudi) diapit dengan kukuh. Untuk skru pendek, kepitkan keseluruhan ulir tanpa mengenakan daya pada kepala. Kenakan tork menggunakan peranti yang dikalibrasi sehingga patah. Skru hendaklah memenuhi tork kegagalan dalam Jadual 4 (unit: N·m).
| Saiz Benang | Minimum |
|---|---|
| ST2.9 | 1.5 |
| ST3.5 | 2.8 |
| ST4.2 | 4.7 |
| ST4.8 | 6.9 |
| ST5.5 | 10.4 |
| ST6.3 | 16.9 |
Untuk ujian tork, ralat pengukuran sepana tork hendaklah berada dalam lingkungan ±3% daripada nilai yang dinyatakan. Peranti kuasa dengan ketepatan yang setara boleh digunakan. Untuk penilaian, gunakan sepana tork manual.
Soalan Lazim
- Apakah bahan yang diperlukan untuk skru penoreh penggerudian sendiri mengikut GB/T 3098.11-2002?
- Ia mesti diperbuat daripada keluli pengkarbon atau keluli yang dirawat haba untuk mencapai kekerasan dan prestasi yang ditentukan.
- Bagaimanakah kerapuhan hidrogen diuruskan dalam skru bersadur elektrik?
- Pengilang dan pelapis mesti melaksanakan langkah-langkah, termasuk pengujian setiap GB/T 3098.17 dan mempertimbangkan GB/T 5267.1 untuk penyingkiran hidrogen, bagi mencegah risiko keretakan.
- Apakah kekerasan permukaan minimum untuk skru ini?
- Kekerasan permukaan mestilah sekurang-kurangnya 530 HV0.3 selepas rawatan haba.
- Mengapakah perlu mengelakkan suhu pembajaan tertentu?
- Penyesuaian antara 275°C dan 315°C meningkatkan risiko kerapuhan martensit terbaja; minimum 330°C adalah disyorkan.
- Apakah keperluan kekuatan kilasan untuk skru ST4.8?
- Tork kegagalan minimum ialah 6.9 N·m apabila diuji mengikut kaedah yang ditentukan.
- Bagaimanakah kedalaman lapisan karburasi diukur untuk arbitrasi?
- Gunakan kekerasan mikro-Vickers dengan daya 300 g pada profil ulir, bermula dari titik di mana kekerasan melebihi teras sebanyak 30 HV.
