产品结构设计中常用的螺丝
2025-08-18 16:11:34 # 结构设计

螺钉种类

产品结构设计中常用的螺钉类型有:机螺钉、自攻螺钉、紧定螺钉等。

按头部形状: 盘头、小盘头、沉头、半沉头、圆柱头等;

按槽型: 十字、一字(开槽)、米字、内六角等。

强度等级

钢制螺钉的强度等级由两部分数字组成,如4.8、6.8等,小数点前的数字表示公称抗拉强度,小数点后的数字表示屈强比。 例如:

4.8级——表示抗拉强度400MPa,屈强比0.8,即屈服强度 =400 x 0.8 = 320MPa。

常用的螺钉强度等级有4.8, 6.8, 8.8, 10.9, 12.9等,其中8.8级及以上螺钉材质为低碳合金钢或中碳钢并经热处理强化(淬火、回火),称为高强度螺钉,其余为普通螺钉。

螺母的强度等级表述为一个数字,表示螺母的抗拉强度。

不锈钢螺栓的强度等级标识由两部分组成,-前为字母+数字组合,表示不同组成成分的材料,-后的两位数字表示抗拉强度:

A —— 奥氏体不锈钢,A1, A2, A3, A4, A5等

C —— 马氏体不锈钢,C1, C2, C3

F —— 铁素体不锈钢,F1

强度等级:50, 70, 80,分别表示抗拉强度500, 700 800MPa。

常用的不锈钢螺钉A2-70,表示材质为304,抗拉强度700MPa。

防锈处理

发黑

四氧化三铁氧化膜,膜层约0.61.5μm,耐腐蚀性较差。抗中性盐雾12h,过防锈油后3~4h。

镀锌

耐腐蚀性较好,抗中性盐雾30h左右。耐腐蚀性能:彩锌>蓝锌>白锌。

缺点:存在氢脆现象,M2.5及以下小尺寸的螺钉易断裂,M3以上不易达到10.9级。

氢脆又称氢致开裂或氢损伤,是一种氢元素进入金属基体,导致材料的力学性能降低从而在未达到许用条件情况下即发生失效断裂的现象

镀镍

耐腐蚀性弱于镀锌,抗中性盐雾6~12h,但小尺寸螺钉强度可达到12.9级。

达克罗

锌铬涂层,耐腐蚀性能良好,抗中性盐雾试验可达300h以上。

工艺:脱脂-除油-涂覆(达克罗溶液)-预热-烧结-冷却

缺点:涂层较厚,小尺寸螺钉(M3以下)和自攻螺钉不适合做达克罗处理;螺钉的导电性能降低

久美特:也叫环保达克罗,是在达克罗的基础上研制出的无铬处理方式,耐腐蚀性较达克罗稍差。

电泳

使用电化学方法,将带电的有机树脂胶体粒子沉积在零件上,形成涂覆层。

耐腐蚀性良好,抗中性盐雾试验可达300h以上。

缺点:导电性变差;易磨损;成本较高。

磷化

利用化学和电化学反应在螺钉表面形成磷化膜,膜层厚度10~15μm。

耐腐蚀性能较弱,一般配合防锈油使用,涂防锈油后抗中性盐雾试验10~20h。

成本较镀锌更低,适合在家具、包装上临时使用。

不锈钢

耐腐蚀性强,常用材质A2(SUS304)。不锈钢质软,容易滑头。

防锈油

在抗腐蚀性要求较高的场合,可采用螺钉表面涂防锈油来进一步提高防锈能力。

防锈油对零件会有污染,且有油渍,不能在外观面使用。

选型

防锈能力:

达克罗、电泳 > 不锈钢、镀锌 > 镀镍 > 磷化 > 发黑

防松措施

常用的螺钉防松方法有摩擦防松、机械防松和永久防松:

  • 摩擦防松:通过增大预紧力、弹平垫圈组合、自锁螺母、双螺母等增大摩擦力达到防松效果;
  • 机械防松:使用开槽螺母、止动垫片、串联钢丝等机械联接;
  • 永久防松:通过焊接、铆接、粘合等方法