GB/T 3098.7-2000: คุณสมบัติของสกรูเกลียวปล่อย

โครงร่างบทความ

บทความนี้นำเสนอภาพรวมอย่างเป็นระบบของมาตรฐาน GB/T 3098.7-2000 ซึ่งได้รับการปรับให้เหมาะสมเพื่อความชัดเจนและการประยุกต์ใช้ในทางปฏิบัติในด้านวิศวกรรมเครื่องกล โครงร่างนี้รับประกันการครอบคลุมอย่างครบถ้วนในประเด็นสำคัญต่างๆ:

• บทนำ: ขอบเขตและความสำคัญของมาตรฐาน
• วัสดุ: องค์ประกอบทางเคมีและแนวทางการผลิต
• คุณสมบัติเชิงกลและประสิทธิภาพ: ข้อกำหนดโดยละเอียด รวมถึงความแข็ง แรงบิด และอื่นๆ
• วิธีการทดสอบ: ขั้นตอนการตรวจสอบการปฏิบัติตามข้อกำหนด
• ประแจวัดแรงบิด: ข้อกำหนดสำหรับอุปกรณ์ทดสอบ
• การระบุ: ข้อกำหนดด้านการระบุตัวตนและการติดฉลาก
• คำถามที่พบบ่อย: คำถามทั่วไปและความคิดเห็นจากผู้เชี่ยวชาญ

บทนำเกี่ยวกับมาตรฐาน GB/T 3098.7-2000

มาตรฐาน GB/T 3098.7-2000 กำหนดคุณสมบัติทางกลของสกรูเกลียวปล่อยที่ใช้ในงานยึดติด โดยครอบคลุมถึงสกรูที่ผลิตจากเหล็กชุบแข็งผิว เพื่อให้มั่นใจในความน่าเชื่อถือในการใช้งานที่ต้องการประสิทธิภาพสูงภายใต้แรงทางกล มาตรฐานนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น ยานยนต์ การก่อสร้าง และเครื่องจักรกล ซึ่งสกรูเกลียวปล่อยให้การยึดติดที่แน่นหนาโดยไม่ต้องเจาะเกลียวล่วงหน้า

ประโยชน์หลักๆ ได้แก่ การทดสอบมาตรฐานด้านความทนทาน ความต้านทานต่อการแตกหัก และความเข้ากันได้กับวัสดุต่างๆ การปฏิบัติตามมาตรฐานนี้จะช่วยลดความเสี่ยงต่างๆ เช่น การเปราะตัวเนื่องจากไฮโดรเจน และรับประกันคุณภาพที่สม่ำเสมอในการผลิต เพื่อการใช้งานที่เหมาะสมที่สุด วิศวกรควรบูรณาการข้อกำหนดเหล่านี้เข้ากับกระบวนการออกแบบและการควบคุมคุณภาพ

วัสดุ

สกรูเกลียวปล่อยจะต้องผลิตโดยการขึ้นรูปเย็นจากเหล็กกล้าชุบแข็งผิว ส่วนประกอบทางเคมีที่ระบุในตารางที่ 1 เป็นเพียงแนวทางเท่านั้น โดยอนุญาตให้มีความยืดหยุ่นในขณะที่ยังคงรักษาคุณสมบัติหลักไว้ หากควบคุมปริมาณโบรอนโดยการเติมไทเทเนียมและ/หรืออะลูมิเนียมเพื่อให้โบรอนไม่มีประสิทธิภาพ ปริมาณโบรอนอาจสูงถึง 0.005%

คำแนะนำในการเลือกวัสดุ:

• ตรวจสอบให้แน่ใจว่าเหล็กมีปริมาณคาร์บอนและแมงกานีสตรงตามข้อกำหนด เพื่อให้ได้ความสามารถในการชุบแข็งที่ต้องการ
• หลีกเลี่ยงสิ่งเจือปนที่อาจส่งผลเสียต่อกระบวนการชุบแข็งผิวโลหะ
• ตรวจสอบส่วนประกอบโดยใช้ทัพพีตัก และตรวจสอบผลการวิเคราะห์เพื่อให้มั่นใจว่าส่วนผสมแต่ละล็อตมีความสม่ำเสมอ

คุณสมบัติเชิงกลและประสิทธิภาพ

มาตรฐานดังกล่าวระบุข้อกำหนดด้านกลไกและประสิทธิภาพ โดยมีวิธีการทดสอบอ้างอิงอยู่ในตารางที่ 2 สกรูต้องผ่านกระบวนการชุบแข็งและอบคืนตัวที่อุณหภูมิอย่างน้อย 340°C เพื่อให้เป็นไปตามเกณฑ์เหล่านี้

การอบชุบด้วยความร้อน

สกรูที่ผลิตเสร็จแล้วต้องผ่านกระบวนการชุบแข็งผิวและอบคืนตัวที่อุณหภูมิไม่ต่ำกว่า 340°C โดยต้องเป็นไปตามคุณสมบัติทั้งหมดในตารางที่ 3 กระบวนการนี้ช่วยเพิ่มความแข็งของผิวในขณะที่ยังคงรักษาความเหนียวของแกนกลาง ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการต้านทานแรงบิด

ความแข็ง

ความแข็งของแกนกลางต้องอยู่ที่ 290~370 HV10 โดยมีความแข็งของผิวขั้นต่ำ 450 HV0.3 ค่าเหล่านี้ช่วยให้เกิดความสมดุลระหว่างความยืดหยุ่นและความต้านทานการสึกหรอ ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการใช้งานในสกรูเกลียวปล่อย

ความลึกของคดี

ความลึกของชั้นผิวต้องเป็นไปตามตารางที่ 4 โดยต้องมีชั้นผิวที่แข็งตัวเพียงพอสำหรับการรับแรงบิดและการสึกหรอโดยไม่เปราะจนเกินไป

ความแข็งแรงต่อแรงบิด

ความแข็งแรงต่อแรงบิดตามตารางที่ 3; ต้องไม่เกิดความเสียหายในเกลียวที่ถูกยึดแน่น การทดสอบนี้จำลองความเค้นในการติดตั้งจริง

ความมั่นคงของศีรษะ

ไม่พบรอยแตกที่จุดเชื่อมต่อระหว่างหัวและก้านเมื่อหน้าสัมผัสเปลี่ยนรูปเป็นมุม 7° การทดสอบผ่านเกณฑ์แม้ว่าความเสียหายจะเกิดขึ้นที่เกลียวแรกก็ตาม โดยมีเงื่อนไขว่าหัวยังคงสภาพสมบูรณ์

ความสามารถในการขึ้นรูปเส้นด้าย

สกรูต้องสร้างเกลียวภายในที่เข้ากันได้โดยไม่เสียรูปถาวร โดยมีแรงบิดในการขันไม่เกินค่าในตารางที่ 3 เกลียวที่เกิดขึ้นต้องสามารถรับเกลียวภายนอกที่มีความคลาดเคลื่อน 6h ตามมาตรฐาน GB/T 197 และรับน้ำหนักระดับ 8 ตามมาตรฐาน GB/T 3098.2 ได้

ความต้านทานต่อการเปราะแตกของไฮโดรเจน

สกรูชุบด้วยไฟฟ้าต้องได้รับการตรวจสอบกระบวนการตามมาตรฐาน GB/T 3098.17 เพื่อควบคุมการเปราะตัวเนื่องจากไฮโดรเจน หลังการชุบ ให้ดำเนินการไล่ไฮโดรเจนตามมาตรฐาน GB/T 5267 แนะนำให้ใช้การเคลือบเกล็ดสังกะสีแบบไม่ใช้ไฟฟ้าตามมาตรฐาน ISO 10683

ความแข็งของแกนกลางหลังการอบชุบซ้ำ

ค่าความแข็งที่ลดลงหลังการอบชุบซ้ำต้องไม่เกิน 20 HV เพื่อให้มั่นใจถึงเสถียรภาพในการใช้งาน

ความแข็งแรงดึง

สำหรับสกรูที่มีขนาด ≥12 มม. หรือ ≥3d ให้ทำการทดสอบแรงดึงตามข้อตกลง โดยค่าอ้างอิงในตารางที่ 3 จะเป็นแนวทางในการประเมินประสิทธิภาพที่คาดหวัง

วิธีการทดสอบ

การทดสอบความแข็งของแกนกลาง

วัดที่ระยะครึ่งรัศมีบนหน้าตัดที่ห่างจากปลาย ผ่านเส้นผ่านศูนย์กลางเล็ก ตามมาตรฐาน GB/T 4340.1 เพื่อตรวจสอบความเหนียวภายใน

การทดสอบความแข็งผิว

ขั้นตอนปกติ: วัดที่ปลาย ก้าน หรือหัว ตามมาตรฐาน GB/T 4340.1 หลังจากลอกสารเคลือบออกแล้ว การตัดสินโดยอนุญาโตตุลาการ: วัดค่าความแข็งแบบวิคเกอร์ส HV0.1 บนชิ้นงานที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง ≥4 มม. และห่างจากขอบ ≥0.05 มม. สำหรับชิ้นงานที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง <4 มม. ให้เจรจาต่อรองกัน

การทดสอบความลึกของคดี

ระยะห่างจากพื้นผิวถึงจุดที่ความแข็งเท่ากับแกนกลาง + 30 HV0.3; การตัดสินใช้ค่าความแข็งระดับไมโคร HV0.3 บนตัวอย่างโลหะวิทยาที่เตรียมไว้

การทดสอบความแข็งแรงต่อแรงบิด

ยึดชิ้นงานด้วยเกลียวเต็มอย่างน้อย 2 เกลียวในอุปกรณ์จับยึด โดยให้เกลียวโผล่ออกมาอย่างน้อย 2 เกลียว บิดแรงบิดจนกว่าจะแตกหัก บันทึกค่าตามตารางที่ 3

การทดสอบความคงตัวของศีรษะ

สอดเข้าไปในลิ่มที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางรูเท่ากับค่าที่ระบุ +0.05 มม. (≤M6) หรือ +0.1 มม. (>M6~M12); ออกแรงตามแนวแกนจนเกิดการเสียรูป 7° ไม่เหมาะสำหรับหัวสกรูแบบฝัง ใช้ค้อนตอกหากจำเป็น

การทดสอบการขับขี่

ขันเข้าไปในแผ่นทดสอบ (เหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ 140~180 HV30 ความหนา = เส้นผ่านศูนย์กลางระบุ รูตามตารางที่ 5) จนกระทั่งเกลียวอย่างน้อย 1 เกลียวโผล่ออกมา แรงดึงเริ่มต้น ≤50 N (≤M5) หรือ ≤100 N (>M5) ความเร็ว ≤30 รอบ/นาที สำหรับการพิจารณาตัดสิน เติมสารหล่อลื่นหากจำเป็น

หมายเหตุ: ค่าความคลาดเคลื่อนของความหนาแผ่นทดสอบตามมาตรฐาน GB/T 709 สำหรับแผ่นเหล็กรีด

การทดสอบการเปราะตัวของไฮโดรเจน

ตามมาตรฐาน GB/T 3098.17 การใช้วิธีสนับสนุนแบบขนานเพื่อประเมินการควบคุมกระบวนการ

การทดสอบการอบชุบซ้ำ

ที่อุณหภูมิ 330°C เป็นเวลา 1 ชั่วโมง; ค่าเฉลี่ยของความแข็งของตัวอย่าง 3 จุดก่อนและหลังการทดสอบแตกต่างกันไม่เกิน 20 HV สำหรับใช้ในการตัดสินชี้ขาดเท่านั้น

การทดสอบแรงดึง

ใช้แคลมป์ที่มีเกลียวโผล่อย่างน้อย 6 เกลียว ออกแรงดึงตามแนวแกนไม่เกิน 25 มม./นาที จนกว่าจะเกิดความเสียหาย ความเสียหายเกิดขึ้นที่ก้านหรือเกลียว ไม่ใช่ที่จุดเชื่อมต่อหัว จำเป็นต้องใช้แคลมป์แบบปรับศูนย์กลางอัตโนมัติ

ประแจวัดแรงบิด

สำหรับการทดสอบแรงบิดและการขับเคลื่อน ค่าความคลาดเคลื่อน ≤±3% ของแรงบิดที่กำหนด อนุญาตให้ใช้เครื่องมือที่มีกำลังเทียบเท่ากันได้ คู่มือนี้ใช้สำหรับการตัดสินชี้ขาด การสอบเทียบช่วยให้มั่นใจได้ว่าสามารถประเมินประสิทธิภาพของสกรูภายใต้ภาระได้อย่างแม่นยำ

การทำเครื่องหมาย

รหัสการทำเครื่องหมาย

สกรูเกลียวปล่อยชุบแข็งและอบคืนตัวที่มีเครื่องหมาย “-O-”

การระบุตัวตน

ต้องมีการทำเครื่องหมายแบบเว้าหรือนูนสำหรับหัวหกเหลี่ยมหรือหัวหกเหลี่ยมกลีบที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางระบุ ≥5 มม. โดยควรทำเครื่องหมายไว้ที่หัว ส่วนแบบอื่นๆ ให้ตกลงกันเอาเอง

เครื่องหมายระบุตัวตนของผู้ผลิต

บังคับใช้กับผลิตภัณฑ์ที่มีเครื่องหมายทุกชิ้น เพื่อให้สามารถตรวจสอบย้อนกลับและรับประกันคุณภาพได้

คำถามที่พบบ่อย

1. จุดประสงค์ของการชุบแข็งผิวในสกรูเกลียวปล่อยคืออะไร?
   การชุบแข็งผิวทำให้ได้พื้นผิวที่แข็งสำหรับการขึ้นรูปเกลียวและทนต่อการสึกหรอ ในขณะที่ยังคงรักษาความยืดหยุ่นของแกนกลางเพื่อป้องกันการแตกหักแบบเปราะภายใต้แรงบิดหรือแรงดึง ตามที่ระบุไว้ในข้อ 4.2 และ 4.3
2. จะลดปัญหาการเปราะแตกเนื่องจากไฮโดรเจนในสกรูชุบไฟฟ้าได้อย่างไร?
   ดำเนินการควบคุมกระบวนการตามมาตรฐาน GB/T 3098.17 ดำเนินการกำจัดไฮโดรเจนหลังการชุบตามมาตรฐาน GB/T 5267 และพิจารณาใช้สารเคลือบที่ไม่ใช่ไฟฟ้า เช่น สังกะสีเกล็ด ตามมาตรฐาน ISO 10683 เพื่อลดความเสี่ยง
3. จะทำอย่างไรหากสกรูไม่ผ่านการทดสอบแรงบิดในบริเวณที่ยึดแน่น?
   หากเกลียวที่ถูกยึดไว้เสียหาย การทดสอบจะถือเป็นโมฆะ โปรดตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้ยึดชิ้นงานอย่างถูกต้อง โดยให้เกลียวอย่างน้อยสองเกลียวถูกยึดและเปิดเผยตามข้อ 5.4 เพื่อประเมินความแข็งแรงของวัสดุได้อย่างแม่นยำ
4. การทดสอบแรงดึงเป็นข้อบังคับสำหรับสกรูเกลียวปล่อยทุกตัวหรือไม่?
   ไม่ เฉพาะความยาว ≥12 มม. หรือ ≥3d ตามข้อตกลงระหว่างผู้จำหน่ายและผู้ซื้อเท่านั้น ค่าในตารางที่ 3 เป็นค่าอ้างอิง โดยเน้นคุณสมบัติการบิดและการขับเคลื่อนเป็นตัวชี้วัดหลัก
5. ความลึกของปลอกหุ้มมีผลต่อประสิทธิภาพของสกรูอย่างไร?
   ความลึกที่ไม่เพียงพออาจนำไปสู่การสึกหรอหรือความเสียหายก่อนกำหนดในการขึ้นรูปเกลียว ในขณะที่ความลึกที่มากเกินไปจะเพิ่มความเปราะบาง ควรปฏิบัติตามข้อจำกัดในตารางที่ 4 เพื่อให้ได้คุณสมบัติที่สมดุลในการใช้งาน เช่น การประกอบชิ้นส่วนเหล็ก
6. อุปกรณ์ใดบ้างที่แนะนำสำหรับการทดสอบอนุญาโตตุลาการ?
   ใช้ประแจวัดแรงบิดแบบแมนนวลที่มีความแม่นยำ ±3% สำหรับการทดสอบแรงบิดและการขับ และใช้เครื่องวัดความแข็งแบบวิคเกอร์สสำหรับการประเมินความแข็งของพื้นผิวและความลึกของชั้นผิว เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่แม่นยำและเป็นกลาง