GB/T 3098.11-2002: คุณสมบัติของสกรูเกลียวปล่อยเจาะตัวเอง

เค้าโครงของมาตรฐาน

มาตรฐานนี้ระบุคุณสมบัติทางกลและวิธีการทดสอบสำหรับสกรูเกลียวปล่อย ด้านล่างนี้คือโครงร่างโดยละเอียดเพื่อเป็นแนวทางในการทำความเข้าใจส่วนสำคัญต่างๆ:

• ข้อกำหนดทางเทคนิคครอบคลุมถึงวัสดุ คุณสมบัติทางโลหะวิทยา และเกณฑ์ประสิทธิภาพเชิงกล
• วิธีการทดสอบ: อธิบายขั้นตอนโดยละเอียดสำหรับการทดสอบทางโลหะวิทยาและทางกล
• ข้อมูลจำเพาะของประแจวัดแรงบิดข้อกำหนดสำหรับเครื่องมือที่ใช้ในการทดสอบแรงบิด
• คำถามที่พบบ่อย: คำถามที่พบบ่อยและข้อมูลเชิงลึกจากผู้เชี่ยวชาญ

ข้อกำหนดทางเทคนิค

มาตรฐานนี้กำหนดข้อกำหนดที่แม่นยำสำหรับสกรูเจาะและตอกเกลียวในตัว เพื่อให้มั่นใจถึงความน่าเชื่อถือในการใช้งานยึด สกรูเหล่านี้ได้รับการออกแบบมาเพื่อเจาะและตอกเกลียวในขั้นตอนเดียว นิยมใช้ในอุตสาหกรรมการก่อสร้าง ยานยนต์ และเครื่องจักรกล

วัสดุ

สกรูเกลียวปล่อยเจาะตัวเองต้องผลิตจากเหล็กชุบแข็งผิวหรือเหล็กอบชุบความร้อน การเลือกใช้วัสดุนี้ช่วยให้ได้สมดุลที่จำเป็นระหว่างความยืดหยุ่นในแกนกลางและความแข็งบนพื้นผิว ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการเจาะวัสดุเช่นเหล็กหรืออลูมิเนียมโดยไม่ต้องเจาะนำก่อน

คุณสมบัติทางโลหะวิทยา

คุณสมบัติทางโลหะวิทยาเป็นสิ่งสำคัญต่อประสิทธิภาพของสกรูภายใต้แรงกด การอบชุบความร้อนที่เหมาะสมจะช่วยป้องกันความเสียหาย เช่น การแตกร้าวหรือการเปราะแตก

ความแข็งผิว

หลังจากผ่านกระบวนการอบชุบความร้อนแล้ว ความแข็งผิวของสกรูเกลียวปล่อยจะต้องมีอย่างน้อย 530 HV 0.3 ความแข็งผิวสูงนี้ช่วยให้การเจาะและตอกเกลียวมีประสิทธิภาพ ลดการสึกหรอของปลายสกรูระหว่างการติดตั้ง

ความแข็งของแกนกลาง

ค่าความแข็งของแกนกลางหลังการแปรรูประบุไว้ดังนี้:

• 320 HV 5 ถึง 400 HV 5 สำหรับขนาดเกลียว ≤ ST 4.2
• 320 HV 10 ถึง 400 HV 10 สำหรับขนาดเกลียว > ST 4.2

อุณหภูมิการอบคืนตัวขั้นต่ำที่แนะนำคือ 330°C หลีกเลี่ยงช่วงอุณหภูมิการอบคืนตัวระหว่าง 275°C ถึง 315°C เพื่อลดความเสี่ยงของการเปราะตัวของมาร์เทนไซต์ที่ผ่านการอบคืนตัว ซึ่งอาจนำไปสู่ความเสียหายก่อนกำหนดภายใต้ภาระ

ความลึกของคดี

ความลึกของชั้นผิวต้องเป็นไปตามค่าในตารางที่ 1 ความลึกนี้จะช่วยให้มีชั้นผิวที่แข็งตัวเพียงพอสำหรับการเจาะ ในขณะเดียวกันก็รักษาความเหนียวของแกนกลางไว้ได้

โครงสร้างจุลภาค

ในโครงสร้างจุลภาคที่ผ่านการอบชุบด้วยความร้อน จะต้องไม่มีเฟอร์ไรต์เป็นแถบปรากฏอยู่ระหว่างชั้นผิวที่แข็งตัวและแกนกลาง ซึ่งจะช่วยให้ความแข็งแรงสม่ำเสมอและป้องกันจุดอ่อนที่อาจทำให้เกิดการแตกหักจากการเฉือนได้

การเปราะตัวของไฮโดรเจน

สกรูเกลียวปล่อยชุบไฟฟ้ามีความเสี่ยงต่อการแตกหักเนื่องจากปรากฏการณ์ไฮโดรเจนเปราะ ผู้ผลิตและผู้ชุบต้องดำเนินการตามมาตรการต่างๆ รวมถึงการทดสอบตามมาตรฐาน GB/T 3098.17 เพื่อควบคุมความเสี่ยงนี้ นอกจากนี้ ควรพิจารณาข้อกำหนดเกี่ยวกับการบรรเทาผลกระทบจากไฮโดรเจนเปราะในมาตรฐาน GB/T 5267.1 สำหรับตัวยึดชุบไฟฟ้า เพื่อเพิ่มความทนทานในระยะยาว

คุณสมบัติทางกล

คุณสมบัติทางกลกำหนดความสามารถของสกรูในการทำงานภายใต้สภาวะการใช้งานต่างๆ รวมถึงการเจาะ การตอกเกลียว และการรับน้ำหนัก

ประสิทธิภาพการเจาะ

ส่วนที่ใช้เจาะของสกรูจะต้องเจาะรูที่เตรียมไว้ล่วงหน้าให้เหมาะสมสำหรับการขึ้นรูปเกลียวภายในที่เข้ากันได้ภายใต้เงื่อนไขการทดสอบที่ระบุไว้ในส่วนที่ 4.2.1 ซึ่งจะช่วยให้การติดตั้งมีประสิทธิภาพโดยไม่ต้องใช้เครื่องมือเพิ่มเติม

ประสิทธิภาพการขึ้นรูปเกลียว

ในรูที่เจาะไว้ล่วงหน้าตามข้อ 3.3.1 สกรูจะต้องดันเกลียวภายในที่เข้ากันได้ออกมาโดยไม่เสียรูปทรงเมื่อขันเข้าไปในแผ่นทดสอบตามข้อ 4.2.1.1 คุณสมบัตินี้มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการยึดติดที่แน่นหนาในวัสดุบาง

ความแข็งแรงต่อแรงบิด

เมื่อทำการทดสอบตามข้อ 4.2.3 ความแข็งแรงต่อแรงบิดจะต้องทำให้แรงบิดที่ทำให้เกิดการแตกหักเท่ากับหรือมากกว่าค่าในตารางที่ 4 ความแข็งแรงต่อแรงบิดสูงจะช่วยป้องกันการแตกหักระหว่างการขันให้แน่น

วิธีการทดสอบ

วิธีการทดสอบที่เป็นมาตรฐานช่วยตรวจสอบว่าตรงตามข้อกำหนดหรือไม่ และให้ผลลัพธ์ที่สามารถทำซ้ำได้เพื่อรับประกันคุณภาพ

การทดสอบประสิทธิภาพทางโลหะวิทยา

การทดสอบความแข็งผิว

ดำเนินการตามมาตรฐาน GB/T 4340.1 ควรทำรอยบุ๋มบนพื้นผิวเรียบ โดยเฉพาะอย่างยิ่งบนหัวสกรู เพื่อวัดความหนาของชั้นแข็งตัวได้อย่างแม่นยำ

การทดสอบความแข็งของแกนกลาง

ทำการทดสอบตามมาตรฐาน GB/T 4340.1 บนภาคตัดขวางขนาดเล็กเพื่อประเมินความเหนียวภายใน

การวัดความลึกของคดี

วัดโดยใช้กล้องจุลทรรศน์บนหน้าตัดตามยาวที่ด้านข้างกึ่งกลางระหว่างยอดและโคน หรือที่โคนสำหรับสกรูที่มีความแข็ง ≤ ST 4.2 สำหรับการตัดสินชี้ขาด ให้ใช้การวัดความแข็งแบบไมโคร-วิคเกอร์ส โดยใช้แรง 300 กรัมบนหน้าตัดเกลียว คำนวณจากจุดที่ความแข็งเกินค่าแกนกลางไป 30 HV

การทดสอบโครงสร้างจุลภาค

ดำเนินการตรวจสอบตามมาตรฐานการตรวจสอบทางโลหะวิทยาที่เกี่ยวข้อง เพื่อยืนยันว่าไม่มีข้อบกพร่อง

การทดสอบสมรรถนะเชิงกล

การทดสอบการเจาะและการตอกเกลียว

อุปกรณ์ทดสอบ

โปรดดูรูปที่ 1 สำหรับตัวอย่างการจัดวาง แผ่นทดสอบทำจากเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ (คาร์บอน ≤ 0.23%) ที่มีความแข็ง 110 HV 30 ถึง 165 HV 30 ตามมาตรฐาน GB/T 4340.1 ความหนาของแผ่นเป็นไปตามตารางที่ 2

ความหนาของแผ่นทดสอบอาจประกอบด้วยแผ่นเหล็กสองแผ่น ค่าเหล่านี้ใช้สำหรับการตรวจสอบเพื่อการยอมรับเท่านั้น

ขั้นตอนการทดสอบ

ขันชิ้นงานเคลือบหรือไม่เคลือบลงในแผ่นทดสอบจนกระทั่งเกลียวทะลุผ่านครบหนึ่งเกลียว ใช้แรงตามแนวแกนและความเร็วตามตารางที่ 2 ตลอดกระบวนการเจาะและตอกเกลียว

การตรวจสอบการเจาะ

ตามข้อตกลง ให้ทำการตรวจสอบการเจาะโดยใช้แผ่นทดสอบตามข้อ 4.2.1.1 ที่มีความหนาตามตารางที่ 3 เจาะรูนำร่องก่อน หลังจากเจาะทะลุแล้ว ขนาดรูสูงสุดต้องไม่เกินขีดจำกัดในตารางที่ 3

อุปกรณ์ในรูปที่ 2 เป็นส่วนเสริมของรูปที่ 1 เส้นผ่านศูนย์กลางภายในของปลอกมีขนาดใหญ่กว่าเส้นผ่านศูนย์กลางหลักของเกลียวประมาณ 0.25 มม. ความยาวของปลอกช่วยให้ปลายดอกสว่านยื่นออกมาได้ แรงตามแนวแกนตามตารางที่ 2 เป็นแนวทางในการติดตั้ง การเกินกว่าที่กำหนดอาจทำให้เกิดการแตกหักหรือความร้อนสูงเกินไป

การทดสอบแรงบิด

หนีบสกรูเข้ากับแม่พิมพ์เกลียวหรืออุปกรณ์ที่เหมาะสมโดยไม่ทำให้ส่วนที่ถูกหนีบเสียหาย ดูภาพประกอบที่ 3 สำหรับวิธีการตั้งค่า หลังจากหนีบแล้ว เกลียวอย่างน้อยสองเกลียวเต็มๆ จะยื่นออกมา และเกลียวอย่างน้อยสองเกลียวเต็มๆ (ไม่รวมปลายดอกสว่าน) จะต้องยึดแน่น สำหรับสกรูสั้น ให้หนีบเกลียวทั้งหมดโดยไม่ต้องใช้แรงหนีบที่หัวสกรู

ใช้เครื่องมือสอบเทียบเพื่อขันให้แน่นจนกระทั่งสกรูหัก สกรูต้องมีแรงบิดขั้นต่ำตามที่ระบุในตารางที่ 4

ประแจทอร์ค

ประแจวัดแรงบิดที่ใช้ในการทดสอบต้องมีข้อผิดพลาดในการวัดภายใน ±3% จากค่าแรงบิดที่ระบุไว้ สามารถใช้เครื่องมือไฟฟ้าที่มีความแม่นยำและแสดงค่าแรงบิดเทียบเท่ากันได้ สำหรับการทดสอบเพื่อการตัดสินชี้ขาด ให้ใช้ประแจวัดแรงบิดแบบมือหมุนเพื่อให้มั่นใจในความแม่นยำและความสามารถในการทำซ้ำได้

คำถามที่พบบ่อย

1. วัสดุใดบ้างที่แนะนำสำหรับสกรูเกลียวปล่อยแบบเจาะเองได้ ตามมาตรฐานนี้?
   เหล็กกล้าชุบแข็งผิวหรือเหล็กกล้าอบชุบความร้อน เพื่อให้ได้ความแข็งผิวที่จำเป็นสำหรับการเจาะ และความยืดหยุ่นของแกนกลางเพื่อความแข็งแรง
2. จะจัดการกับปัญหาการเปราะตัวเนื่องจากไฮโดรเจนในสกรูชุบไฟฟ้าได้อย่างไร?
   โดยใช้มาตรการต่างๆ เช่น การอบหลังการชุบและการทดสอบตามมาตรฐาน GB/T 3098.17 ควบคู่ไปกับการพิจารณาตามมาตรฐาน GB/T 5267.1 เพื่อลดความเสี่ยงของการแตกหัก
3. การหลีกเลี่ยงช่วงอุณหภูมิการอบชุบ 275–315°C มีความสำคัญอย่างไร?
   ช่วงอุณหภูมินี้อาจทำให้เกิดการเปราะของมาร์เทนไซต์ที่ผ่านการอบชุบ ส่งผลให้เกิดการแตกหักแบบเปราะ การอบชุบที่อุณหภูมิ ≥330°C จะช่วยให้ได้ความเหนียวที่ดีกว่า
4. ควรทดสอบความแข็งของแกนสกรูสำหรับขนาดสกรูต่างๆ อย่างไร?
   ใช้ค่า HV 5 สำหรับค่า ST ≤ 4.2 และค่า HV 10 สำหรับค่า > ST 4.2 ในการตรวจสอบภาคตัดขวางตามมาตรฐาน GB/T 4340.1 เพื่อการประเมินคุณสมบัติภายในที่แม่นยำ
5. แรงตามแนวแกนใดบ้างที่ใช้ในระหว่างการทดสอบการเจาะ และเพราะเหตุใด?
   แรงที่ใช้มีตั้งแต่ 150 N ถึง 350 N ต่อขนาดเกลียว (ตารางที่ 2) เพื่อจำลองสภาวะการติดตั้ง ป้องกันการรับน้ำหนักเกินที่อาจทำให้ปลายดอกสว่านเสียหาย
6. เหตุใดการทดสอบความแข็งแรงต่อแรงบิดจึงมีความสำคัญ?
   เป็นการตรวจสอบว่าสกรูสามารถทนต่อแรงบิดในการติดตั้งได้โดยไม่แตกหัก ซึ่งรับประกันความน่าเชื่อถือในการใช้งานที่มีข้อกำหนดการขันแน่นสูงตามตารางที่ 4