五金螺丝紧固件的长度及材料热处理相关

　　      螺丝长度 : 对在组装时保证五金螺丝紧固件完全螺纹与结合件厚度之配合而言, 螺丝长度选择非常重要. 平均螺丝长度应等于结合长( 组件总厚度 )加上螺丝尾端. 螺丝尾端为非完全螺纹部份再加上螺纹成型螺丝AB或BP型锥尾长度或钻尾螺丝钻尾长度. 这些不同锥尾或钻尾长度各规范均有规定, 且B18.6.4附录中有其计算公式. 

    例如我们要使用1/4”-20盘头螺纹成型自攻螺纹来组装一0.25”厚及一0.21”厚之平板, 螺丝尾端最大长度为0.175”, 螺丝长度公差为+0 -0.03”.则螺丝长度应为0.25+0.21+0.175+0.03 = 0.665”. 因此应使用3/4”长之螺丝. 此时结合后暴露于另一端之长度为0.75-0.21-0.25 = 0.290”, 自攻螺丝一般适合于1/8”长度之增加.

    材料, 热处理,最终处理及机械性能要求 : 自攻螺丝可由碳钢,不锈钢,铜或铝制造.而碳钢自攻螺丝占了绝大部份,甚至超过 95%,钢铁材料以外材质之自攻螺丝紧在JIS B1055附属书2中有机械性能(硬度及扭力强度)的规定,其余并无国家规范或其它公认规范,对于机械性能一般由采购者和制造厂商协议而定.因此本文所讨论之问题,几乎集中在碳钢材料.

    热处理 : 自攻螺丝需经渗碳热处理以获得非常硬之表面以便进行螺纹攻入成型或切削.经渗碳及调质热处理后,规范上所要求之机械特性有:

    渗碳深度 : 渗碳深度相当重要,渗碳太浅,螺丝无法正确进行组装作业,渗碳太深,中心之扭矩及延展性会受到影响.一般自攻螺丝渗碳深度的测试须在螺丝截断面的中点(最少应有原样品外径95 %以上)的牙山上的中点上量测,ISO 2702规定小于ST 3.9的螺丝可以在牙谷处往中心部量测.

    回火后心部硬度 : 心部硬度应在螺丝截断面上靠近尾端之完全的牙底径(平行处)处由牙底径至半径的中间点处测量.

    显微组织 : 以金相法检视时,表面与心部间应无带状肥粒铁产生.肥粒铁显现表示热处理不完全(加热温度不足;或淬火速度过慢导致肥粒铁先析出于晶界).对于有强度要求者可能降低其特性.

    材料 : 碳钢自攻螺丝等螺纹紧固件由低碳钢所制成,当客户有要求时,亦有使用中碳钢制造者.但大部份使用C1018 – C1022材料(这是因为含碳量要在0.15%以上在热处理上起作用).原材料线材大都经伸线→退火或球化→精伸线等过程以符合其成型条件.规定材料成份如下:
    英制1自攻螺丝材料化学成份
    自攻螺丝规格 分析2 成份限制,依重量百分比 %

    碳 锰
    # 4 或更小 炉内分析 0.13 – 0.25 0.60 – 1.65
    制品检查 0.11 – 0.27 0.57 – 1.71
    # 5 到1/2英寸 炉内分析 0.15 – 0.25 0.70 – 1.65
    制品检查 0.13 – 0.27 0.64 – 1.71
    1.公制螺丝并无特别要求及限制其化学成份.
    2.炉内分析只提供订单信息用.制品检查为考虑螺丝心部的碳化物之偏析.