十字槽盘头自攻螺钉破坏扭矩，拧入性能；维氏硬度检测

执行标准（务必核对清楚）

检测项目 执行标准 备注

破坏扭矩 GB/T 3098.13-2011（紧固件机械性能 自攻螺钉） 核心标准，规定了不同规格的Zui小破坏扭矩。

拧入性能 GB/T 3098.13-2011（附录 A）或 GB/T 16824.1-2010 用标准试验板（钢板）测试攻丝扭矩。

维氏硬度 GB/T 4340.1-2009（金属材料 维氏硬度试验） 芯部硬度检测，反映螺钉整体强度。

出口/国际通用 ISO 2702（自攻螺钉机械性能）或 ASTM B117（镀层相关） 与国标等效，但试验板厚度可能有差异。

核心逻辑：自攻螺钉的 破坏扭矩 和 硬度 是强相关的——硬度越高，破坏扭矩越大，但脆性也增加。必须在达到足够硬度的保证韧性（即拧入时不崩断）。

取样要求（非常重要）

项目 要求 原因

取样数量 每批（同规格、同炉号、同热处理批次）取 ≥ 5 颗 破坏扭矩和拧入性能均为破坏性试验，单颗数据离散性较大。

表面状态 原表面（镀层完整） 进行测试，不得打磨或抛光 维氏硬度需打磨头部或尾部端面；破坏扭矩和拧入性能必须保持出厂表面状态。

预处理 若螺钉表面有润滑涂层（如达克罗、蜡层），不得去除 润滑涂层会显著影响拧入性能，去除后测出的数据不反映实际使用工况。

破坏扭矩测试（核心项目）

1. 测试目的

验证螺钉在扭转加载时，不发生断裂或塑性扭转变形 的Zui大扭矩值。

2. 测试设备：扭矩试验机（量程 ≥ 20 N·m，精度 1 级）

配备标准 十字批头（PH2/PH3，根据螺钉规格选择），批头需与螺钉十字槽 完全吻合。

夹具为 螺纹套筒或V形块，夹持螺钉 光杆部分（非螺纹段），确保扭转时螺纹不受损伤。

3. 测试步骤

将螺钉尾端（jianduan）装入夹具，十字槽端与扭矩传感器连接。

匀速加载（速度建议 5~10 r/min），记录 Zui大扭矩值。

观察螺钉状态：断裂 或 出现明显扭转变形（螺纹扭转超过 5°） 时，对应的扭矩即为破坏扭矩。

4. 判定指标（GB/T 3098.13-2011，Zui小值）

螺纹公称直径（d） Zui小破坏扭矩（N·m） 对应硬度参考（HV）

ST2.2 0.45 ≥ 250

ST2.9 1.10 ≥ 280

ST3.5 2.20 ≥ 300

ST4.2 3.80 ≥ 320

ST4.8 5.00 ≥ 340

ST5.5 8.00 ≥ 360

ST6.3 11.00 ≥ 370

判定规则：若 5 颗样品的 任一值低于Zui小值 → 该批不合格（允许复检双倍数量，复检仍有不合格则整批拒收）。

拧入性能测试（攻丝扭矩，实际应用意义Zui大）

1. 测试目的

模拟螺钉实际拧入工件时的 攻丝阻力。扭矩过大会导致 批头打滑、十字槽损坏 或 电动工具过载；扭矩过小可能意味着硬度不足（螺纹攻不出完整牙型）。

2. 测试设备

扭矩试验机 或 电动起子扭力测试仪，配备自动进给装置（保证转速恒定）。

标准试验板（GB/T 3098.13 附录 A）：材质为 低碳钢（如 Q235），硬度 ≤ 150 HV。

螺钉规格 试验板厚度（mm） 预制孔径（mm）

ST2.2 ~ ST2.9 1.0 ± 0.1 按对应标准（约为公称直径的 0.7~0.8 倍）

ST3.5 ~ ST4.8 1.5 ± 0.1 同上

ST5.5 ~ ST6.3 2.0 ± 0.1 同上

3. 测试步骤

将试验板固定在夹具上，螺钉对准预制孔。

以 恒定转速（建议 100~200 r/min） 将螺钉拧入试验板，直至 3~5 个完整螺纹 穿过板材。

记录 Zui大攻丝扭矩（通常出现在螺纹刚开始切入时）。

4. 判定指标

无juedui标准值，需按 设计要求 或 同型号合格品对照值 判定。一般经验参考（供对比）：

规格 合格拧入扭矩（参考上限） 不合格现象

ST3.5 ≤ 1.5 N·m 超过 2.5 N·m 时批头极易打滑

ST4.2 ≤ 2.5 N·m 超过 3.5 N·m 时螺钉可能崩断

ST5.5 ≤ 4.0 N·m 超过 5.5 N·m 时十字槽损坏

异常情况诊断：

扭矩过小（< 正常值的 60%） → 螺钉 硬度不足（螺纹切削刃未完全硬化），导致攻出的螺纹牙型不完整，连接松脱风险。

扭矩过大 → 可能是 表面润滑不足、预制孔径偏小 或 十字槽深度不够（批头打滑）。

维氏硬度检测（反映热处理质量）

1. 测试目的

验证螺钉 芯部硬度 是否满足自攻螺钉的硬度要求（通常 ≥ 350 HV，碳钢自攻钉典型值）。

2. 测试标准：GB/T 4340.1-2009

试验力：通常选用 HV 0.3（0.3 kgf，约 2.94 N） 或 HV 1（1 kgf，约 9.8 N），具体取决于螺钉尺寸和硬化层深度。

测试位置：

芯部硬度：在螺钉的 螺纹截面（横截面） 上，距离表面约 1/2 半径处 打点。

表面硬度（可选）：在螺纹牙顶或螺钉头部端面打点。

3. 制样要求（极易出错！）

必须将螺钉镶嵌（镶样） 或切割后 磨平、抛光，确保测试面平整且与压头垂直。

严禁 直接在螺钉头部或螺纹表面打硬度（圆弧面会导致压痕变形，读数严重偏低）。

4. 判定指标（GB/T 3098.13-2011）

性能等级 芯部硬度（HV） 表面硬度（HV） 备注

14H ≥ 350 600 ~ 750 常用等级，碳钢淬火+回火

22H ≥ 470 620 ~ 780 高强度等级

33H ≥ 520 650 ~ 820 Zui高强度等级

常见对应关系：

自攻螺钉通常要求 芯部硬度 ≥ 350 HV（对应抗拉强度约 1100 MPa）。

若芯部硬度 < 300 HV，破坏扭矩大概率不达标，且拧入时螺纹牙型会坍塌。