自攻锁紧螺钉的机械性能标准(SAE J 81-1997)

本内容系参照SAE J 81-1997《自挤自攻螺钉》标准，进行说明和介绍。

对于自挤自攻螺钉的要求，远远超出了ASTM B 18.6.3标准和SAE J 933标准的规定。SAEJ81-1997《自挤自攻螺钉》规定了：材料选择、热处理、渗碳层深度、表面硬度和芯部硬度。这些要求和规定与SAE J 933标准一致。SAE J 81标准还包括对电镀螺钉， 镀后驱氢处理的规定。要求进行拧人性试验和抗扭强度试验。此外SAE J 81标准还规定了：抗拉强度、夹紧载荷、保证扭矩、韧性和抗氢脆试验的试验方法和要求。

       SAE J 81标准要求在拧人性试验时， 螺钉不仅应形成连接螺纹而自身螺纹无明显变形，而且在拧人过程中， 其**试验扭矩不应超过规定的数值。抗扭强度试验与AS ME B 18.6.3标准和SAEJ 933标准的规定相同， 但规定的螺钉抗拉强度值为135klb/in?(ksi)。这就比AS ME B 18.6.3要求的120klb/in?(ksi)高了不少。

六角头和六角凸缘头(足够长度的)必须进行轴向拉力试验。另外，还要进行夹紧载荷和保证扭矩试验。在夹紧载荷试验时，螺钉应紧固在与拧人试验所用的相同钢板内。在施加规定的载荷之前，必须首先达到规定的拉力载荷(夹紧作用)，接着继续拧紧，直到达到规定的保证扭矩。螺钉必须承受该扭矩，而没有断裂迹象。

所有自挤自攻螺钉，都要进行螺钉头部支撑面，与螺钉螺纹轴线成7°弯曲的韧性试验(俗称“头杆结合强度”试验)。电镀螺钉都要承受氢脆试验：用规定的扭矩，把试验螺钉拧紧在螺孔内，并保持24h，螺钉不应发生损坏(该扭矩值约等于最小抗扭强度的75%)。

SAE J 81标准最后明确指出， 承认不同的表面处理会影响抗扭、抗拉关系。并分别对镀锌、镀镉或磷化处理的螺钉规定具体数值。

一、适用范围

标准规定了一般工程用自挤自攻螺钉的要求，目的是使自挤自攻螺钉的性能超出其他标准类型自攻螺钉的性能。

件(例如：不同的材料、厚度、孔径等)，可能需要调整表列的拧人扭矩，紧固扭矩和保证扭矩值。

二、材料

材料化学成分：自挤自攻螺钉应由符合表9-4-1列化学成分要求的镇静钢采用冷工艺加工制造。

三、热处理

自挤自攻螺钉应在气体渗碳设备中热处理。如果采用连续(不是分批)淬火工艺，能够稳定地确保均匀的表面和芯部硬度，需方可以同意采用氰化设备。

最低回火温度应为650F。

四、表面处理

螺钉应镀镉或镀锌，镀层厚度为0.0002~0.0004in；或磷化处理并涂油，为达到性能要求，螺钉表面还可以涂上附加润滑剂，由制造者自行决定。

为了避免氢脆，在电镀后，自挤自攻螺钉应尽快在375~450°F温度范围内进行烘烤，最少1h(在间歇式工艺中通常至可烘烤4h，以确保一批产品中所有螺钉都经过处理)。如果自挤自攻螺钉交付需方后(或在需方控制下)进行电镀或涂覆，螺钉制造者对电镀或涂覆引起的缺陷不负责任。

五、尺寸要求

1.头部尺寸

头部尺寸应符合AS ME B 18.6.3规定的要求。自挤自攻螺钉头部如图9-4-1所示。

2.螺纹和末端尺寸

螺纹和末端尺寸应符合表9-4-2的规定。螺纹应符合60*基本牙型；但不需要进行螺纹测量。末端形状由制造者选择，但应保证所有规定尺寸和螺钉性能符合该标准要求。

3.螺纹长度

公称长度小于成等手表9-4-2规定的公称长度的螺钉，应为满加产品，中离头下2倍螺距以外的螺等于螺钉公称直径的6倍或1.5in，按较小值。

六、机械性能要求

     1.硬度

     (1) 芯部硬度：按“试验方法”规定的方法进行测试， 芯部硬度应为28~38HRC。

     (2) 表面硬度：按“试验方法”规定的方法进行测试， 表面硬度应大于或等于45HRC。

     (3)渗碳层深度：按“试验方法”规定的方法进行测试，渗碳层深度应符合表9-4-4的规定。渗碳层深度应在螺纹侧面的牙顶和牙底之间的中点测定， SAE J 78附录Ａ给出了测定渗碳层深度的推荐方法。

2.抗拉强度

应按“试验方法”规定的方法进行测试。公称长度≥1/2in或3倍螺钉公称直径(按较大值)的六角头和六角凸缘头自挤自攻螺钉的抗拉强度，应不低于表9-4-5的规定。长度小于上述尺寸的螺钉以及其他头型的螺钉，不进行抗拉强度试验。

3.抗扭强度

应按“试验方法”规定的方法进行测试。在螺钉承受的扭矩低于表9-4-5规定的抗扭强度时，螺钉不应损坏。

4.拧入扭矩

应按“试验方法”规定的方法进行试验。根据螺钉规格和表面处理，施加不大于表9-4-5规定的拧人扭矩，螺钉应能在试验钢板内成形出相配的内螺纹，而螺钉自身不应变形。

5.紧固扭矩

应按“试验方法”规定的方法进行测试。对于≥6#的六角和六角凸缘头螺钉，根据其规定和表面处理.施加不大于表9-4-5规定的紧固扭矩时，螺钉应能承受表中规定的紧固扭矩，对于小于6#的螺钉以及其他头型的螺钉，没有紧固扭矩试验要求。

6.保证扭矩

　　应按“试验方法”规定的方法进行测试。对六角头和六角凸缘头螺钉找表9-4-5规定的直径规格和表面处理，施加相应保证扭矩，螺钉不应损坏，并能从试验钢板上拧出，对于其他头型的螺钉，没有保证扭矩试验要求。

7.韧性

　　应按“试验方法”规定的方法进行测试。在螺钉头部支承面和垂直于螺钉轴线的平面之间形成7***变形的情况下，螺钉头部与杆部不应断裂。

8.氢脆

　　应按“试验方法”规定的方法进行测试。对镀镉或镀锌的螺钉应能承受表9-4-5规定的相应抗氢脆扭矩而不损坏。