Artikeloverzicht
Dit artikel biedt een gestructureerd overzicht van de GB/T 3098.7-2000-norm, geoptimaliseerd voor duidelijkheid en praktische toepassing in de werktuigbouwkunde. De structuur zorgt voor een uitgebreide dekking van de belangrijkste aspecten:
- Inleiding: Omvang en betekenis van de norm.
- Materialen: Chemische samenstelling en fabricagerichtlijnen.
- Mechanische en prestatie-eigenschappen: Gedetailleerde eisen, waaronder hardheid, koppel en meer.
- Testmethoden: Procedures voor het controleren van de naleving.
- Momentsleutels: Specificaties voor het testen van apparatuur.
- Markering: Identificatie- en etiketteringsvereisten.
- FAQ: Veelgestelde vragen en antwoorden van experts.
Inleiding tot de GB/T 3098.7-2000-norm
De GB/T 3098.7-2000-norm specificeert de mechanische eigenschappen van zelfborende schroeven die worden gebruikt in bevestigingsmiddelen. Deze norm is van toepassing op schroeven vervaardigd van gehard staal, wat betrouwbaarheid garandeert in toepassingen die hoge prestaties onder mechanische belasting vereisen. Deze norm is essentieel voor industrieën zoals de automobielindustrie, de bouw en de machinebouw, waar zelfborende schroeven een veilige bevestiging bieden zonder voorgeboorde schroefdraad.
De belangrijkste voordelen zijn gestandaardiseerde tests voor duurzaamheid, weerstand tegen breuk en compatibiliteit met diverse materialen. Het naleven van deze norm minimaliseert risico's zoals waterstofbrosheid en garandeert een consistente kwaliteit in de productie. Voor optimaal gebruik dienen ingenieurs deze specificaties te integreren in hun ontwerp- en kwaliteitscontroleprocessen.
Materialen
Zelfborende schroeven worden vervaardigd door koudvervorming uit gehard staal. De chemische samenstelling in tabel 1 dient slechts als richtlijn en biedt flexibiliteit met behoud van de kerneigenschappen. Indien het boorgehalte wordt beheerst door toevoeging van titanium en/of aluminium om het onwerkzaam te maken, kan het boorgehalte oplopen tot 0,005%.
Richtlijnen voor materiaalkeuze:
- Zorg ervoor dat het staal voldoet aan de koolstof- en mangaanlimieten om de gewenste hardbaarheid te bereiken.
- Vermijd onzuiverheden die de oppervlakteharding in gevaar kunnen brengen.
- Controleer de samenstelling via de gietlepel en controleer de analyses op consistentie van de batch.
Tabel 1: Chemische samenstelling
| Analyse | Samenstellingslimieten, % | |
|---|---|---|
| Koolstof | Mangaan | |
| Pollepel | 0.15~0.25 | 0.70~1.65 |
| Rekening | 0.13~0.27 | 0.64~1.71 |
Mechanische en prestatie-eigenschappen
De norm beschrijft de mechanische en prestatie-eisen, met testmethoden zoals vermeld in tabel 2. Schroeven moeten een oppervlakteharding en tempering ondergaan bij een minimale temperatuur van 340 °C om aan deze criteria te voldoen.
Tabel 2: Mechanische en prestatie-eigenschappen
| Eigenschapsitem | Technische eis (clausule of tabel) | Testmethode (clausule) |
|---|---|---|
| Kernhardheid | 4.3 | 5.1 |
| Oppervlaktehardheid | 4.3 | 5.2 |
| Casusdiepte | 4.4, Tabel 4 | 5.3 |
| Torsiesterkte | 4.5, Tabel 3 | 5.4 |
| Hoofdgezondheid | 4.6 | 5.5 |
| Rijtest | 4.7, Tabel 3 | 5.6 |
| Waterstofbrosheid | 4.8 | 5.7 |
| Kernhardheid na het opnieuw temperen | 4.9 | 5.8 |
| Treksterkte | 4.10, Tabel 3 | 5.9 |
Warmtebehandeling
Voor afgewerkte schroeven is een oppervlakteharding en temperen bij minimaal 340 °C vereist, waarbij aan alle eigenschappen in tabel 3 moet worden voldaan. Dit proces verhoogt de oppervlaktehardheid en behoudt tegelijkertijd de taaiheid van de kern, wat cruciaal is voor de torsieweerstand.
Tabel 3: Mechanische en prestatie-eisen
| Nominale schroefdraaddiameter (mm) | Minimale torsiesterkte (N·m) | Maximaal aandrijfkoppel (N·m) | Minimale treksterkte (referentie) (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 |
Hardheid
De kernhardheid moet 290~370 HV10 bedragen, met een minimale oppervlaktehardheid van 450 HV0.3. Deze waarden garanderen een evenwicht tussen ductiliteit en slijtvastheid, wat essentieel is voor zelfborende toepassingen.
Casusdiepte
De hardingsdiepte moet voldoen aan tabel 4 en een voldoende geharde laag vormen voor goede koppel- en slijtageprestaties zonder overmatige brosheid.
Tabel 4: Kastdiepte
| Nominale schroefdraaddiameter (mm) | Kastdiepte (mm) | |
|---|---|---|
| Min | Max | |
| 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 |
Torsiesterkte
Torsiesterkte volgens tabel 3; breuk mag niet optreden in geklemde schroefdraad. Deze test simuleert de spanningen die optreden tijdens een daadwerkelijke installatie.
Hoofdgezondheid
Geen scheuren bij de verbinding tussen kop en schacht wanneer het steunvlak vervormt tot een hoek van 7°. De test is geslaagd, zelfs als de breuk optreedt bij de eerste schroefdraad, mits de kop intact blijft.
Draadvormend vermogen
Schroeven moeten een passende inwendige schroefdraad vormen zonder permanente vervorming, waarbij het aanhaalmoment de waarden in tabel 3 niet overschrijdt. De gevormde schroefdraad moet een uitwendige schroefdraad met GB/T 197 6h-tolerantie accepteren en een belasting van klasse 8 volgens GB/T 3098.2 kunnen weerstaan.
Weerstand tegen waterstofbrosheid
Gegalvaniseerde schroeven vereisen een procesbeoordeling volgens GB/T 3098.17 om waterstofbrosheid te beheersen. Na het galvaniseren dient waterstofverwijdering te worden uitgevoerd volgens GB/T 5267. Niet-elektrolytische zinkvlokcoatings volgens ISO 10683 worden aanbevolen.
Kernhardheid na het opnieuw temperen
De hardheidsdaling na het hertemperen mag niet meer dan 20 HV bedragen, wat de stabiliteit tijdens gebruik garandeert.
Treksterkte
Voor schroeven van ≥12 mm of ≥3d geldt een trekproef volgens afspraak; de referentiewaarden in tabel 3 geven een indicatie van de verwachte prestaties.
Testmethoden
Kernhardheidstest
Meet de interne taaiheid op halve straal in de dwarsdoorsnede, weg van het uiteinde, door de kleine diameter, volgens GB/T 4340.1. Dit bevestigt de interne taaiheid.
Oppervlaktehardheidstest
Routine: Aan het uiteinde, de schacht of de kop volgens GB/T 4340.1 na verwijdering van de coating. Beoordeling: Vickers microhardheid HV0.1 op profiel met een diameter van ≥4 mm, ≥0,05 mm van de rand; onderhandelen voor <4 mm.
Casusdieptetest
Afstand van het oppervlak tot het punt waar de hardheid gelijk is aan de kern + 30 HV0.3; bij arbitrage wordt de HV0.3 microhardheid op een voorbereid metallografisch monster gebruikt.
Torsiesterktetest
Klem het werkstuk vast met ≥2 volledige schroefdraadgangen in de mal, waarvan ≥2 zichtbaar; oefen koppel uit tot het werkstuk breekt, noteer de waarde volgens tabel 3.
Hoofdgezondheidstest
Steek de schroef in de wig met een gatdiameter gelijk aan de nominale waarde +0,05 mm (≤M6) of +0,1 mm (>M6~M12); oefen axiale belasting uit tot een vervorming van 7°. Niet geschikt voor verzonken koppen. Gebruik indien nodig hamerslagen.
Rijtest
Drijf de schroef in de testplaat (koolstofarm staal, 140~180 HV30, dikte = nominale diameter, gat volgens tabel 5) totdat er minimaal één schroefdraad uitsteekt. De initiële axiale kracht mag maximaal 50 N (≤M5) of maximaal 100 N (>M5) bedragen; de snelheid mag maximaal 30 omwentelingen per minuut zijn. Voeg indien nodig smeermiddel toe.
Tabel 5: Dikte van de testplaat en gatdiameters
| Nominale schroefdraaddiameter (mm) | 2 | 2.5 | 3 | 3.5 | 4 | 5 | 6 | 8 | 10 | 12 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Dikte (mm) | 2 | 2.5 | 3 | 3.5 | 4 | 5 | 6 | 8 | 10 | 12 | |
| Gatdiameter (mm) | Max | 1.825 | 2.275 | 2.775 | 3.18 | 3.68 | 4.53 | 5.43 | 7.336 | 9.236 | 11.143 |
| Min | 1.8 | 2.25 | 2.75 | 3.15 | 3.65 | 4.5 | 5.4 | 7.3 | 9.2 | 11.1 | |
Opmerking: Testplaatdikte tolerantie volgens GB/T 709 voor gewalste staalplaten.
Waterstofbrosheidstest
Volgens GB/T 3098.17, gebruikmakend van de parallelle ondersteuningsmethode voor het beoordelen van procesbeheersing.
Test voor het opnieuw temperen
Bij 330 °C gedurende 1 uur; het gemiddelde van drie kernhardheidspunten verschilt met ≤20 HV vóór/na de behandeling. Uitsluitend voor arbitrage.
Trekproef
Klem met ≥6 blootliggende schroefdraden; oefen een axiale belasting uit van ≤25 mm/min tot breuk optreedt. Breuk treedt op in de schacht of de schroefdraden, niet bij de kopverbinding; zelfcentrerende klemmen zijn vereist.
Momentsleutels
Voor torsie- en aandrijftesten geldt een foutmarge van ≤±3% ten opzichte van het gespecificeerde koppel. Gelijkwaardige apparaten met hetzelfde vermogen zijn toegestaan; de handleiding dient als leidraad. Kalibratie garandeert een nauwkeurige beoordeling van de schroefprestaties onder belasting.
Markering
Markeringcode
Geharde en getemperde zelfborende schroeven gemarkeerd met “-O-”.
Identificatie
Verzonken of verhoogde markeringen vereist voor zeskantige of hexalobulaire koppen met een nominale diameter van ≥5 mm, bij voorkeur op de kop zelf. Voor andere typen in overleg.
Fabrikantidentificatiemerk
Verplicht voor alle gemarkeerde producten, ter waarborging van traceerbaarheid en kwaliteitsborging.
Veelgestelde vragen
- Wat is het doel van oppervlakteharding bij zelfborende schroeven?
Oppervlakteharding zorgt voor een hard oppervlak voor schroefdraadvorming en slijtvastheid, terwijl de kern buigzaam blijft om brosbreuk onder koppel of spanning te voorkomen, zoals gespecificeerd in clausules 4.2 en 4.3. - Hoe kan waterstofbrosheid bij gegalvaniseerde schroeven worden verminderd?
Implementeer procescontroles volgens GB/T 3098.17, voer na het galvaniseren waterstofverwijdering uit volgens GB/T 5267 en overweeg niet-elektrolytische coatings zoals zinkvlokken volgens ISO 10683 om risico's te verminderen. - Wat gebeurt er als een schroef de torsiesterktetest in het geklemde gedeelte niet doorstaat?
Een defect aan de geklemde schroefdraad maakt de test ongeldig; zorg voor een correcte bevestiging met ten minste twee volledige schroefdraden geklemd en zichtbaar, zoals beschreven in paragraaf 5.4, om de materiaalsterkte nauwkeurig te kunnen beoordelen. - Zijn trekproeven verplicht voor alle zelfborende schroeven?
Nee, alleen voor lengtes ≥12 mm of ≥3d volgens overeenkomst tussen leverancier en koper; de waarden in tabel 3 zijn referentiewaarden, waarbij torsie- en aandrijfeigenschappen als belangrijkste meetwaarden worden benadrukt. - Welke invloed heeft de diepte van de schroefkop op de schroefprestaties?
Een onvoldoende diepte kan leiden tot voortijdige slijtage of breuk bij het vormen van schroefdraad, terwijl een te grote diepte de broosheid vergroot; houd u aan de limieten in Tabel 4 voor evenwichtige eigenschappen in toepassingen zoals staalconstructies. - Welke apparatuur wordt aanbevolen voor arbitrageproeven?
Gebruik handmatige momentsleutels met een nauwkeurigheid van ±3% voor torsie- en aandrijftests, en Vickers-microhardheidsmetingen voor oppervlakte- en indringdieptebepaling om onbevooroordeelde, nauwkeurige resultaten te garanderen.
