Norma GB/T3098.7-2000 określa właściwości mechaniczne wkrętów samogwintujących wykonanych ze stali nawęglanej. Norma ta gwarantuje, że te elementy złączne spełniają rygorystyczne kryteria wydajności w zastosowaniach wymagających niezawodnego gwintowania i wytrzymałości. Poniżej szczegółowo opisujemy kluczowe aspekty dotyczące materiałów, właściwości mechanicznych, metod badań i powiązanych wymagań.
Przybory
Wkręty samogwintujące powinny być produkowane ze stali nawęglanej metodą kucia na zimno. Skład chemiczny podany w tabeli 1 służy jako wskazówka.
| Analiza | Węgiel (%) | Mangan (%) |
|---|---|---|
| Chochla | 0.15~0.25 | 0.70~1.65 |
| Sprawdzać | 0.13~0.27 | 0.64~1.71 |
Uwaga: Zawartość boru może osiągnąć 0,005%, jeśli zostanie ograniczona poprzez dodanie tytanu i/lub aluminium, co sprawi, że stanie się on nieskuteczny.
Właściwości mechaniczne i użytkowe
4.1 Właściwości i metody testowania
Właściwości mechaniczne i wydajnościowe, a także wymagania i metody badań przedstawiono w tabeli 2.
| Nieruchomość | Wymaganie (klauzula lub tabela) | Metoda testowa (klauzula) |
|---|---|---|
| Twardość rdzenia | 4.3 | 5.1 |
| Twardość powierzchni | 4.3 | 5.2 |
| Głębokość obudowy | 4.4, Tabela 4 | 5.3 |
| Wytrzymałość na skręcanie | 4.5, Tabela 3 | 5.4 |
| Zdrowie głowy | 4.6 | 5.5 |
| Jazda samochodem | 4.7, Tabela 3 | 5.6 |
| Odporność na kruchość wodorową | 4.8 | 5.7 |
| Twardość rdzenia po odpuszczeniu | 4.9 | 5.8 |
| Wytrzymałość na rozciąganie | 4.10, Tabela 3 | 5.9 |
4.2 Obróbka cieplna
Gotowe śruby należy poddać hartowaniu powierzchniowemu i odpuszczaniu. Minimalna temperatura odpuszczania wynosi 340°C. Muszą one spełniać wymagania mechaniczne i eksploatacyjne podane w tabeli 3.
| Nominalna średnica gwintu (mm) | Minimalna wytrzymałość na skręcanie (N·m) | Maksymalny moment obrotowy napędu (N·m) | Minimalne obciążenie rozciągające (odniesienie) (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 Twardość
Twardość rdzenia musi wynosić 290~370 HV10, a minimalna twardość powierzchni musi wynosić 450 HV0,3.
4.4 Głębokość obudowy
Głębokość obudowy musi być zgodna z tabelą 4.
| Nominalna średnica gwintu (mm) | Minimum (mm) | Maksymalna (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 Wytrzymałość na skręcanie
W przypadku badania zgodnie z punktem 5.4 wytrzymałość na skręcanie musi spełniać wymagania podane w Tabeli 3. Pęknięcie nie może wystąpić w zaciśniętej części gwintowanej.
4.6 Zdrowie głowy
Podczas badania zgodnie z punktem 5.5, nie powinny pojawić się żadne pęknięcia na połączeniu łba z trzonem, gdy powierzchnia nośna łba odkształci się trwale pod kątem 7° względem płaszczyzny prostopadłej do osi śruby. Badanie uznaje się za zaliczone, jeśli łeb nie oderwie się, nawet jeśli pęknięcie nastąpi przy pierwszym gwincie.
4.7 Zdolność do formowania gwintów
Śruby bez trwałego odkształcenia gwintu (sprawdzane pod 10-krotnym powiększeniem) muszą utworzyć pasujący gwint wewnętrzny w płycie testowej zgodnie z punktem 5.6. Moment obrotowy nie powinien przekraczać wartości podanych w tabeli 3. Uformowany gwint wewnętrzny musi przyjąć gwint zewnętrzny zgodnie z normą GB/T 197 z tolerancją 6h i wytrzymać obciążenia próbne dla klasy wytrzymałości 8 zgodnie z normą GB/T 3098.2.
4.8 Odporność na kruchość wodorową
Wkręty samogwintujące, zwłaszcza ocynkowane galwanicznie, są podatne na kruchość wodorową. Procesy należy sprawdzać zgodnie z normą GB/T 3098.17 (metoda równoległej powierzchni nośnej) w celu kontrolowania ryzyka związanego z wodorem. W przypadku wykrycia kruchości, procesy należy udoskonalić. Wkręty ocynkowane galwanicznie należy poddać testowi na wypieranie wodoru zgodnie z normą GB/T 5267.
Uwaga: Zaleca się stosowanie powłok cynkowych płatkowych bez elektrolitu, zgodnie z normą ISO 10683.
4.9 Twardość rdzenia po odpuszczeniu
W przypadku badania zgodnie z normą 5.8, spadek twardości rdzenia po odpuszczeniu nie powinien przekraczać 20 HV.
4.10 Wytrzymałość na rozciąganie
W przypadku śrub o długości ≥12 mm lub ≥3d, dostawca i nabywca mogą uzgodnić badanie wytrzymałości na rozciąganie. Uwaga: Tabela 3 – obciążenia rozciągające – ma charakter wyłącznie poglądowy.
Metody testowe
5.1 Badanie twardości rdzenia
Twardość rdzenia należy mierzyć w połowie promienia na przekroju poprzecznym oddalonym od końca i przechodzącym przez mniejszą średnicę, zgodnie z normą GB/T 4340.1.
5.2 Badanie twardości powierzchni
Rutynowe badania mogą być przeprowadzane na końcu, trzonku lub główce (jeśli pozwala na to geometria). Badanie zgodnie z normą GB/T 4340.1 po usunięciu powłoki. Do arbitrażu należy użyć mikrotwardości Vickersa (HV0.1) dla profili ≥0,05 mm od krawędzi dla średnic ≥4 mm; negocjować dla średnic <4 mm.
5.3 Test głębokości przypadku
Głębokość warstwy wierzchniej to odległość prostopadła od powierzchni do punktu, w którym twardość rdzenia wynosi +30 HV0,3. Do arbitrażu należy użyć mikrotwardości (HV0,3).
5.4 Badanie wytrzymałości na skręcanie
Śruba zaciskowa powinna mieć co najmniej dwa pełne gwinty w uchwycie i dwa odsłonięte. Dokręcać momentem do momentu uszkodzenia; wartość musi być zgodna z tabelą 3.
5.5 Badanie trzeźwości głowy
Wkręcić śrubę w klin o średnicy otworu = nominalnej +0,05 mm (≤M6) lub +0,1 mm (>M6~M12). Przyłożyć obciążenie osiowe do odkształcenia 7°. Nie stosować do śrub z łbem stożkowym.
5.6 Test właściwości jezdnych
Wkręcić śrubę w płytkę testową (stal niskowęglowa, 140~180 HV30, grubość = średnica nominalna, otwór zgodnie z Tabelą 5), aż jeden gwint będzie wystawał. Początkowa siła osiowa: ≤50 N (≤M5), ≤100 N (>M5). Prędkość ≤30 obr./min dla arbitrażu. Maksymalny moment obrotowy to moment napędowy; dozwolone są środki smarujące.
| Nominalna średnica gwintu (mm) | 2 | 2.5 | 3 | 3.5 | 4 | 5 | 6 | 8 | 10 | 12 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Grubość (mm) | 2 | 2.5 | 3 | 3.5 | 4 | 5 | 6 | 8 | 10 | 12 | |
| Średnica otworu (mm) | Maksym | 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 | |
Uwaga: Tolerancja grubości blachy testowej zgodnie z GB/T 709.
5.7 Badanie kruchości wodorowej
Zgodnie z GB/T 3098,17.
5.8 Test ponownego hartowania
Różnica w średniej twardości rdzenia (trzy punkty) przed/po odpuszczaniu (330°C, 1 godz.) ≤20 HV. Tylko do celów arbitrażowych.
5.9 Próba rozciągania
Śruba zaciskowa z odsłoniętymi gwintami ≥6. Przyłożyć obciążenie osiowe ≤25 mm/min, aż do pęknięcia, które powinno nastąpić w trzpieniu lub gwincie, a nie w połączeniu z łbem.
Klucze dynamometryczne
Klucze dynamometryczne do testów skręcania i jezdności muszą charakteryzować się błędem pomiaru w granicach ±3% od wartości określonej. Klucze ręczne do arbitrażu.
Cechowanie
7.1 Symbol oznaczenia
Wkręty samogwintujące hartowane i utwardzane powierzchniowo oznaczone symbolem „-O-”.
7.2 Identyfikacja
Śruby hartowane powierzchniowo muszą mieć wgłębienie lub wypukłe oznaczenie zgodnie z punktem 7.1. Obowiązkowe dla łbów sześciokątnych lub sześciokarbowych ≥5 mm, najlepiej na łbie. Inne typy po uzgodnieniu.
7.3 Znak producenta
Znak towarowy lub identyfikator producenta muszą być obowiązkowe na wszystkich oznakowanych produktach.
Często zadawane pytania
- Jaka jest minimalna temperatura odpuszczania dla wkrętów samogwintujących zgodnie z tą normą?
- Minimalna temperatura odpuszczania wynosi 340°C, co pozwala zachować parametry mechaniczne, takie jak twardość i wytrzymałość.
- Jak rozwiązuje się problem kruchości wodorowej w przypadku śrub galwanizowanych?
- Procesy są sprawdzane zgodnie z normą GB/T 3098.17, a wydalanie wodoru jest wymagane zgodnie z normą GB/T 5267. Aby zminimalizować ryzyko, zaleca się stosowanie powłok nieelektrolitycznych, takich jak płatki cynku, zgodnie z normą ISO 10683.
- Jakie są wymagania dotyczące twardości rdzenia i powierzchni?
- Twardość rdzenia musi wynosić 290~370 HV10, a twardość powierzchni co najmniej 450 HV0,3, co gwarantuje trwałość i zdolność do tworzenia gwintów.
- Dla jakich rozmiarów śrub badanie rozciągania jest opcjonalne?
- Badanie wytrzymałości na rozciąganie jest opcjonalne po uzgodnieniu dla śrub o długości ≥12 mm lub ≥3-krotności średnicy nominalnej, przy obciążeniach referencyjnych podanych w tabeli 3.
- Jakie oznaczenia są wymagane w przypadku wkrętów samogwintujących utwardzanych powierzchniowo?
- Symbol „-O-” należy stosować łącznie ze znakiem towarowym producenta, zwłaszcza na łbach o średnicy ≥5 mm w przypadku typów sześciokątnych.
- Jak mierzy się głębokość łuski i jakie są ograniczenia dla śruby 4 mm?
- Pomiar wykonany zgodnie ze stopniem 5,3 przy użyciu HV0,3; dla grubości 4 mm, min. 0,1 mm i maks. 0,25 mm w celu zrównoważenia twardości i wytrzymałości.
