紧固件检测之螺栓常见检测项目有哪些?
发布日期:2020-10-15 16:21:48

紧固件的检测是紧固件质量保证的关键环节,客户在批量使用紧固件前,都会要求紧固件供应商对生产的产品进行尺寸,材料等全面的检测,并提供相应的自检报告。


紧固件的检测项目主要有哪些呢?其一是紧固件一般检测;其二是紧固件尺寸的检测;其三是金属材料本身的检测;其四是验证表面处理的腐蚀检测的要求;其五是为了满足装配要求的摩擦系数和扭矩相关的要求。


2.1 一般检测

a、查验随货技术资料、质量证明书。

b、是否按要求做供应商标识及性能等级标识:

  • 性能等级≥4.8级的螺栓螺钉必须标识;

  • 性能等级≥5级的螺母必须标识;

  • 公称直径≥ 5mm的螺栓、螺钉、螺母需要标识;

  • 公称直径≥ 30mm的螺栓、螺钉,需在标识面打上生产批次号;

  • 硬度300HV的垫圈,需做相关标识(建议)。

c、表面清洁、平整、无毛刺、无锈斑、无缺牙、烂牙,镀层不得有气泡、脱落等缺陷。

 

图2 紧固件标识案例

 

2.2 尺寸检测

依据相关的国标或技术要求(协议、规范及图纸要求等)进行检查:

  • 对螺栓、螺钉、螺柱、螺母,检查螺纹长度、螺纹公称直径、头部厚度、杆部直径、螺母高度、直线度等,使用相应的螺纹通止规进行检验;

  • 镀前的螺栓、螺钉使用公差等级为6g的环规检验,镀后应使用6h的环规检验;

  • 镀前的螺母使用公差等级为6G的环规检验,镀后应使用6H的塞规检验;

  • 通规检查要求每个螺纹均能顺利通过为合格,止规检查最多只能通过2个螺纹才合格。

 

2.3 金属材料检测

2.3.1 拉伸试验

试样制备:

  • 取样:成品、热处理后的半成品,偏心取样,螺纹直径的1/4处,试件直径按GB/T228.1-2010;

  • 制样:标准试棒见下图;

  • 试验设备:拉伸试验机及相关软件;

  • 试验方法:试验机夹头夹紧试棒两端,按不大于10mm/min的速率分离,直至试棒拉断,记录相关数据。

 

图3 紧固件拉伸式样

 

2.3.2 低温冲击试验

取样:成品、热处理后的半成品;

抽检比例:每批次8个。

试样制备:

  • 取样:近表面取样;

  • 制样:试件标准尺寸按GB/T229-2007(长度55mm,横截面10mmx10mm,中间位置有V型或U型缺口,如右图) ;

  • 试验设备:摆锤式冲击试验机;

  • 试验方法:将冷却至-45摄氏度,规定几何形状的缺口试样置于试验机两支座之间,缺口背向打击面放置,用摆锤一次打击试样,测定吸收能量。要求AKV2≥27J。

 

图5 冲击式样及冲击实验机


2.3.3 硬度

  • 硬度:材料局部抵抗硬物压入其表面的能力,是衡量金属材料软硬程度的性能指标检测手段—硬度试验(布氏、洛氏、维氏)。

  • 制样要求:试样两端平行,表面平整,不允许有油污或氧化皮。

  • 试验设备:试验原理(洛氏):在初试力及总试验力的先后作用下,将规定的压头(HRC 120度金刚石圆锥)压入试样表面,保持一定的时间后卸除主试验力,在保留初试验力下测试压痕残余深度,以该深度表示洛氏硬度的高低。(图6)

  • 检测要求:以HV硬度为例,8.8级别的螺栓硬度要求为250-320HV10,10.9级螺栓的硬度要求为320-370HV10。

 

图6 洛氏硬度测试原理

 

2.3.4 螺母保证载荷

螺母的保证载荷是指在规定的拉力或压力下螺纹不发生破坏或变形,试验后能用手将螺母从试验芯棒上旋出。

  • 试验方法:按右图将螺母试件旋入芯棒,用拉力试验机实施轴向拉力试验,试验机夹头的分离速率不应超过3mm/min,施加规定的保证载荷,并保持15s,然后卸载,将螺母旋出。

  • 判定标准:螺母无断裂,螺纹无脱扣(可用手旋出,如需借助扳手,不得超过半扣)

 

图7 螺母保载测试

2.3.5 化学成分

火花直读光谱成分检测分析仪.jpg

图8 化学成分测试设备


检测设备:直读光谱仪。

原理:各种元素在高温、高能量的激发下都能产生自己特有的光谱,直读光谱仪通过“直流电弧激发光源+高纯氩气激发气氛”,根据元素被激发后所产生的特征光谱来确定金属的化学成分及大致含量。

制样要求:

  • 不能有沙眼、小孔、偏析等缺陷;

  • 样品表面必须平整,可以完全盖住激发孔隙;

  • 样品表面必须清洁、不得污染,不能带有其他物质,也不能用手摸。

 

2.3.6 金相检测

通过将紧固件切开镶嵌制样后,再通过硝酸酒精溶液腐蚀后,观察金相。观察的项目有:

  • 金相组织,例如8.8,10.9螺栓的金相组织一般为回火索氏体;

  • 脱碳层,磷富集层;

  • 螺牙折叠。

 

2.4 表面处理的检测

紧固件的表面处理主要有电镀锌、电镀锌镍、达克罗和磷化。主要的检测项目有涂层厚度、涂层的附着力、镀层中元素含量,盐雾试验。

 

2.5 摩擦系数及相关扭矩要求

摩擦系数的测试方法可以参考ISO16047和大众标准VW01129/01131。摩擦系数数值的要求各厂商也是不完全一致,大众摩擦系数测试要求范围为0.09-0.15,日系摩擦系数要求数值也较高。此外对比自锁螺母会有相关拧入拧出性能要求,涂胶螺栓会有松动扭矩的要求。

 

紧固件的检测主要有一般检测、尺寸检测、金属材料检测、表面保护检测及摩擦系数测试。具体的测试方法和要求参见2.1,2.2,2.3,2.4,2.5部分。