紧固件基础知识之规格篇和功能篇

紧固件，是作紧固连接用且应用极为广泛的一类机械零件。使用行业广泛，在各种机械、设备、车辆、船舶、铁路、桥梁、建筑、结构、工具、仪器、化工、仪表和用品等上面都可以看到，是应用最广泛的机械基础件。
它的特点是品种规格繁多，性能用途各异，而且标准化、系列化、通用化的程度也极高。因此，也有人把已有国家标准的一类紧固件称为标准紧固件，或简称为标准件。

紧固件产品基础知识（规格篇）
描述紧固件需要标明的参数有：品名（标准）、规格、材质、强度等级、表面处理。如：DIN912、M4-0.7x8、SCM435、12.9级、发黑。
1、品名（标准）：对于没有标准的螺丝，属于非标件，则需要提供图纸。
比如说DIN912，中文名称为：内六角圆柱头螺丝，这是品名。不过最准确的做法，还是需要称呼标准，因为GB70也同样是这样的品名，但两个标准有很多地方尺寸并不一致。
世界上影响比较大的标准分别为：德国标准（DIN）、国际标准（ISO）、中国国家标准（GB）、美国标准（ANSI）、日本标准（JIS）。
2、规格，一般螺丝称呼都是牙纹称呼径*螺丝长度。
牙纹称呼径，公制常用的有：M2，M3，M4，M5，M6，M8，M10，M12等；美制常用的有：4#-40，6#-32，8#-32，10#-24，1/4-20，5/16-18，3/8-16，1/2-13等。
螺丝长度，是指埋入被载物体的有效长度。比如沉头螺丝被载入的是总长度，半沉头螺丝要加上半个头的长度，而圆柱头螺丝长度则不包含头部尺寸。如对于规格，全称最好是加上牙距。例如M4-0.7x8，4指牙外径是4mm，0.7是指两个牙峰之间的距离为0.7mm，8指埋入被载物体的有效长度为8mm。为了简化，不写牙距，我们把粗牙默认为标准牙，因为最常见，这样就不用标出。这点公制才有，美制产品还是要标牙距。
这里重点讲一下美制螺丝的规格，如6#-32*3/8，6#是牙外径，接近于3.5mm；32是每英寸的螺纹长度里有32个牙（相当于公制螺丝的牙距）；3/8则是螺丝的长度（具体同公制螺丝）。
这里须记住的2个公式：牙外径A#=（Ax0.013+0.06）x25.4（mm），1英寸=25.4mm。其中2#=2.2mm，4#=2.9mm，6#=3.5mm，8#=4.2mm，10#=4.8mm是须熟记数据。其中各个规格的螺丝对应的牙数也须熟记：2#-56，4#-40，6#-32，8#-32，10#-24，1/4-20，5/16-18，3/8-16，1/2-13（美制标准牙）。
注：美制UNC牙是标准牙，UNF是细牙。我们把粗牙默认为标准牙。
3、材质：按最常见的依次有：碳钢、不锈钢、不锈铁、铜、铝等。
碳钢又分为低碳钢（比如C1008/C1010/C1015/C1018/C1022）、中碳钢(比如C1035)、高碳钢（C1045/C1050）、合金钢(SCM435/10B21/40Cr)。
一般C1008材质都是打普通等级产品，比如说4.8级螺丝，普通等级螺母；C1015一般打吊环螺丝；C1018一般做机螺丝，当然也有拿来做自攻钉的；C1022一般用来做自攻钉；C1035打8.8级螺丝；C1045/10B21/40Cr打10.9级螺丝；40Cr/SCM435打12.9级螺丝。
不锈钢则有SS302/SS304/SS316为最常见。当然现在也流行大量SS201产品，甚至含镍量更低的产品，我们叫非正宗不锈钢产品，外观看上去跟不锈钢差不多，但是防腐性能相差很多。
4、强度等级：主要是指碳钢类紧固件。
碳钢螺丝常见的强度等级有：4.8级、5.8级、6.8级、8.8级、10.9级、12.9级。螺母则相应有：4级、6级、8级、10级、12级。
一般8.8级以下的螺丝都叫普通螺丝，而8.8级以上（含8.8级）则为高强度螺丝，区别在于高强度螺丝都需要经过调质热处理。
5、表面处理：主要是为了增加防腐性能，也有部分兼顾颜色，所以主要是为了碳钢类产品，一般都需要经过表面处理。
常见的表面处理有：发黑、镀锌、镀铜、镀镍、镀铬、镀银、镀金、达克罗、热浸锌等。
镀锌的种类非常多，有蓝白锌、蓝锌、白锌、黄锌、黑锌、绿锌等，同时还分环保及不环保，每种镀别又有多种镀层厚度，以满足不同的盐雾测试效果。
紧固件产品基础知识（功能篇）
一
功能方面
1、螺丝扭力要求：外六角螺丝的承受扭力相对更大，内六角螺丝承受的扭力较小，十字槽的扭力更小（因此该类螺丝一般都是普通等级螺丝）。
2、装配外六角螺栓一般用活络扳手、梅花扳手和开口扳手装配。活络扳手的装配效率低，但通用性很强，适用于各种头部规格的外六角螺丝；梅花扳手效率最高，但有些场合不适用，一只梅花扳手只有2个头，也就只能运用于两种规格头部的外六角螺丝上；开口扳手跟梅花扳手差不多，但它可以加长套筒使用。外六角螺丝的规格越小，对外六角螺栓的棱角要求越高，否则其头部在受（扳手）力时，容易打滑。温州人为了节约材料，发明了外六角凹穴。凹穴外六角螺丝单重轻，头部厚度较薄，受力易打滑，头部也有可能会被拧掉。
3、内六角螺丝用内六角扳手装配。这对内六角孔的要求很高，孔大一点扳手打滑，小一点扳手插不进去。内六角规格越小，对孔的要求越高。对于一些规格大的内六角螺丝，内六角只要有一个对边合格，用扳手就可正常装配；对一些规格很小的内六角螺丝，如M2的内六角紧定，扳手插进去稍用力内六角就会打滑，所以稍微有一个对边大了都不合格。因此M2、M2.5、M3的内六角螺丝（特别是紧定类产品）在装配过程中扳手都容易打滑。
4、十字槽螺丝用螺丝刀装配，不需要用太大力，所以强度只要4.8级即可，偶尔有些需要高强度的螺丝，只要渗碳热处理即可。 5、在产品配套使用中，我们一般建议选用螺丝的等级比螺母等级高一级，这样最具备经济效益。比如说8.8级螺丝，配套使用4级螺母，这样下次换用时，只需换用螺母即可。
二
热处理方面
热处理主要是针对碳钢类螺丝来讲的，主要是调质热处理及渗碳热处理，以满足不同环境对螺丝强度的要求。
1、调质热处理：8.8级及以上强度等级的产品，都是调质热处理的产品。此热处理的特点是硬度内外都比较均匀。
同一材料做热处理时，硬度越高，韧性越差。所以需要有安全匹配，在满足硬度的同时，韧性同样有保证。
2、渗碳热处理：自攻钉类螺丝基本都需要此处理，特点是表面非常硬，而芯部比较软，因为需要攻进坚硬的铁板。
自攻钉类风险较高，比如自攻钉经常碰到断头，其可能的原因有：①氢脆；②硬度太高或太低招致扭断；③十字槽太深；④头部太薄；⑤头颈结合部无R角导致应力集中；⑥操作不规范等。
三
氢脆风险方面
1、一般情况下，硬度>32HRC的产品，电镀有氢脆风险。所以所有10.9级以上（含10.9级）产品及经过渗碳热处理的产品（自攻钉）等产品电镀时，都会出现氢脆风险。
2、氢脆，即产品电镀时，H+进入金属内部形成气泡，致使螺丝在使用时，当场不断，但24小时之内发生延迟断裂。
3、有氢脆风险的产品电镀后4小时内，需要送到去氢炉里，在200℃的条件下，存放8小时左右，这就叫去氢处理。
4、氢脆处理方式可以大幅降低氢脆风险，但不能完全避免，所以在需要保证100%无氢脆风险的情况时，严禁使用电镀产品，而改用达克罗、喷砂等表面处理工艺。
四
紧固件性能及加工工艺发展方向
1、强度高的同时能保证韧性；
2、相同的大小的情况下能使重量减轻；
3、机械强度能保证的情况下能让体积变小；
4、强度保证的情况下能让韧性加强；
5、外观满足的情况下能让防腐能力增强；
6、精度极限上的提高。
以上任何现有高加工成本工艺方面，能有相对低廉成本达到要求的新工艺，都会开启紧固件行业的新气象。