GB/T3098.7-2000 specificeert de mechanische eigenschappen van zelfborende schroeven gemaakt van gecarburiseerd staal. Deze norm waarborgt dat deze bevestigingsmiddelen voldoen aan strenge prestatie-eisen voor toepassingen die betrouwbare schroefdraad en sterkte vereisen. Hieronder worden de belangrijkste aspecten van materialen, mechanische eigenschappen, testmethoden en bijbehorende eisen in detail beschreven.
Materialen
Zelfborende schroeven worden vervaardigd uit gecarburiseerd staal door middel van koudvervorming. De chemische samenstelling zoals weergegeven in tabel 1 dient als richtlijn.
| Analyse | Koolstof (%) | Mangaan (%) |
|---|---|---|
| Pollepel | 0.15~0.25 | 0.70~1.65 |
| Rekening | 0.13~0.27 | 0.64~1.71 |
Opmerking: Het boorgehalte kan oplopen tot 0,005% als het wordt beheerst door toevoeging van titanium en/of aluminium, waardoor het onwerkzaam wordt.
Mechanische en prestatie-eigenschappen
4.1 Eigenschappen en testmethoden
De mechanische en prestatie-eigenschappen, samen met de bijbehorende eisen en testmethoden, worden beschreven in tabel 2.
| Eigendom | Vereiste (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 |
| Rijbaarheid | 4.7, Tabel 3 | 5.6 |
| Weerstand tegen waterstofbrosheid | 4.8 | 5.7 |
| Kernhardheid na het opnieuw temperen | 4.9 | 5.8 |
| Treksterkte | 4.10, Tabel 3 | 5.9 |
4.2 Warmtebehandeling
De afgewerkte schroeven moeten een oppervlaktehardings- en temperingsbehandeling ondergaan. De minimale temperingstemperatuur is 340 °C en ze moeten voldoen aan de mechanische en prestatie-eisen in tabel 3.
| Nominale schroefdraaddiameter (mm) | Minimale torsiesterkte (N·m) | Maximaal aandrijfkoppel (N·m) | Minimale trekbelasting (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 |
4.3 Hardheid
De kernhardheid moet 290~370 HV10 bedragen en de minimale oppervlaktehardheid moet 450 HV0.3 zijn.
4.4 Kastdiepte
De diepte van de inkeping moet voldoen aan tabel 4.
| Nominale schroefdraaddiameter (mm) | Minimum (mm) | Maximum (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 Torsiesterkte
Bij beproeving volgens 5.4 moet de torsiesterkte voldoen aan tabel 3. Breuk mag niet optreden in het geklemde schroefdraadgedeelte.
4.6 Hoofdgezondheid
Bij een test volgens 5.5 mogen er geen scheuren ontstaan bij de verbinding tussen kop en schacht wanneer het draagvlak van de kop permanent vervormt tot een hoek van 7° met het vlak loodrecht op de schroefas. De test is geslaagd als de kop niet afbreekt, zelfs niet als er breuk optreedt bij de eerste schroefdraad.
4.7 Draadvormend vermogen
Schroeven zonder permanente draadvervorming (gecontroleerd onder 10x vergroting) moeten in de testplaat een passende inwendige schroefdraad vormen volgens 5.6. Het aanhaalmoment mag de waarden in tabel 3 niet overschrijden. De gevormde inwendige schroefdraad moet een uitwendige schroefdraad volgens GB/T 197 met een tolerantie van 6h kunnen bevatten en bestand zijn tegen de beproevingsbelastingen voor sterkteklasse 8 volgens GB/T 3098.2.
4.8 Weerstand tegen waterstofbrosheid
Zelfborende schroeven, met name gegalvaniseerde schroeven, zijn gevoelig voor waterstofbrosheid. Processen moeten worden gecontroleerd volgens GB/T 3098.17 (methode met parallelle lageroppervlakken) om waterstofgerelateerde risico's te beheersen. Indien brosheid wordt geconstateerd, moeten de processen worden verbeterd. Gegalvaniseerde schroeven moeten een waterstofuitdrijvingsbehandeling ondergaan volgens GB/T 5267.
Opmerking: Niet-elektrolytische zinkvlokcoatings volgens ISO 10683 worden aanbevolen.
4.9 Kernhardheid na het opnieuw temperen
Bij een test volgens 5.8 mag de afname van de kernhardheid na het hertemperen niet meer dan 20 HV bedragen.
4.10 Treksterkte
Voor schroeven met een lengte van ≥12 mm of ≥3d kan een trekproef worden overeengekomen tussen leverancier en koper. Opmerking: De trekbelastingen in tabel 3 dienen slechts ter referentie.
Testmethoden
5.1 Kernhardheidstest
De kernhardheid moet worden gemeten op de helft van de straal in een dwarsdoorsnede, op enige afstand van het uiteinde en door de kleinste diameter, volgens GB/T 4340.1.
5.2 Oppervlaktehardheidstest
Routinematige tests kunnen worden uitgevoerd aan het uiteinde, de schacht of de kop (indien de geometrie dit toelaat). Testen volgens GB/T 4340.1 na verwijdering van de coating. Voor arbitrage wordt de Vickers-microhardheid (HV0.1) gebruikt op profielen ≥0,05 mm van de rand voor diameters ≥4 mm; overleg is nodig voor diameters <4 mm.
5.3 Test van de diepte van de behuizing
De hardingsdiepte is de loodrechte afstand van het oppervlak tot het punt waar de hardheid gelijk is aan de kernhardheid + 30 HV0.3. Voor arbitrage dient microhardheid (HV0.3) te worden gebruikt.
5.4 Torsiesterktetest
Klem de schroef vast met ten minste twee volledige schroefdraadgangen in het bevestigingsstuk en twee blootliggende. Draai het koppel aan tot het vastzit; de waarde moet overeenkomen met tabel 3.
5.5 Test voor de gezondheid van het hoofd
Plaats 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 schroeven.
5.6 Rijbaarheidstest
Draai de schroef in de testplaat (koolstofarm staal, 140~180 HV30, dikte = nominale diameter, gat volgens tabel 5) totdat één schroefdraad uitsteekt. Initiële axiale kracht: ≤50 N (≤M5), ≤100 N (>M5). Snelheid ≤30 omwentelingen per minuut voor beoordeling. Het maximale koppel is het aandrijfkoppel; smeermiddel toegestaan.
| 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: Tolerantie voor de dikte van de testplaat volgens GB/T 709.
5.7 Waterstofbrosheidstest
Volgens GB/T 3098.17.
5.8 Test voor het opnieuw temperen
Verschil in gemiddelde kernhardheid (drie punten) vóór/na herontlaten (330 °C, 1 uur) ≤20 HV. Uitsluitend voor arbitrage.
5.9 Trekproef
Klem de schroef vast met minimaal 6 blootliggende schroefdraden. Oefen een axiale belasting uit van maximaal 25 mm/min tot breuk optreedt. De breuk moet zich in de schacht of schroefdraad bevinden, niet in de kopverbinding.
Momentsleutels
Momentsleutels voor torsie- en rijeigenschappenproeven moeten een meetfout hebben van maximaal ±3% ten opzichte van de gespecificeerde waarde. Handmatige momentsleutels voor arbitrage.
Markering
7.1 Markeersymbool
Geharde en getemperde zelfborende schroeven gemarkeerd met “-O-”.
7.2 Identificatie
Geharde schroeven moeten voorzien zijn van een verzonken of verhoogde markering conform 7.1. Verplicht voor zeskantige of hexalobulaire koppen ≥5 mm, bij voorkeur op de kop. Andere typen in overleg.
7.3 Fabrikantenmerk
Het handelsmerk of de identificatie van de fabrikant is verplicht op alle gemarkeerde producten.
Veelgestelde vragen
- Wat is de minimale tempertemperatuur voor zelfborende schroeven volgens deze norm?
- De minimale tempertemperatuur is 340 °C om te garanderen dat aan de mechanische eigenschappen zoals hardheid en sterkte wordt voldaan.
- Hoe wordt waterstofbrosheid bij gegalvaniseerde schroeven aangepakt?
- De processen worden gecontroleerd volgens GB/T 3098.17 en waterstofuitstoting is vereist volgens GB/T 5267. Niet-elektrolytische coatings zoals zinkvlokken volgens ISO 10683 worden aanbevolen om risico's te minimaliseren.
- Wat zijn de eisen ten aanzien van de hardheid van de kern en het oppervlak?
- De kernhardheid moet 290~370 HV10 zijn en de oppervlaktehardheid minimaal 450 HV0.3, wat de duurzaamheid en de mogelijkheid tot draadvorming garandeert.
- Voor welke schroefmaten is een trekproef optioneel?
- Trekproeven zijn optioneel, na overleg, voor schroeven met een lengte van ≥12 mm of ≥3 keer de nominale diameter, met referentiebelastingen in tabel 3.
- Welke markering is vereist voor geharde zelfborende schroeven?
- Het symbool “-O-” moet worden aangebracht, samen met het handelsmerk van de fabrikant, met name op koppen met een diameter van ≥5 mm voor zeskantige typen.
- Hoe wordt de indringdiepte gemeten en wat zijn de limieten voor een schroef van 4 mm?
- Gemeten volgens 5.3 met behulp van HV0.3; voor 4 mm, minimaal 0,1 mm en maximaal 0,25 mm om hardheid en taaiheid in balans te brengen.
