自攻鎖緊螺釘(俗稱為三角桿螺栓)具有減少緊固工時,有較強的鎖緊和防松功能等特點,目前已廣泛應用于汽車、摩托車領域。”進進21世紀以來,由于國際性的資源和能源緊缺,輕量化、集約化、節(jié)能化是未來汽車等車輛重要的發(fā)展方向。因此,在汽車等車輛組裝不可缺少的螺栓聯(lián)接上勢必追求更加公道的緊固技術。自攻鎖緊螺釘(俗稱為三角桿螺栓)具有減少緊固工時,有較強的鎖緊和防松功能等特點,目前已廣泛應用于汽車、摩托車領域。
一、概述
一般的螺栓緊固需要在緊固物上預先加工出螺紋或者使用螺母,而自攻鎖緊螺釘,其螺紋部分橫截面為三棱圓形,螺紋牙型與普通相同,但其有效直徑較普通螺紋大,配以螺釘前真?zhèn)€錐形引導部分,螺釘以通常的擰進方式,可在具有塑性變形能力的機體預制光孔上擠壓出內螺紋,從而實現(xiàn)有過盈的聯(lián)接,此種螺釘既有防松功能,又可免往機體上預制螺孔的程序,是技術、經濟性俱佳的新品種。
自攻鎖緊螺釘為粗牙普通螺紋系列,螺紋規(guī)格為M3~M12mm。自攻鎖緊螺釘?shù)穆輻U是有弧形三角截面的螺紋。該螺釘經表面淬硬,可擰進玄色或有色金屬材料的預制孔(可由鉆削、沖切或壓鑄制成)內,擠壓形成內螺紋,當螺桿上不全部制出螺紋時,其無螺紋桿部可制成直徑即是或小于外接圓的圓柱形或三棱形。
自攻鎖緊螺釘具有低擰進力矩,高鎖緊性能。我國商品緊固件產品標準中自攻鎖緊螺釘品種有GB/T6560(十字槽盤頭)、GB/T6561(十字槽沉頭)、GB/T6562(十字槽半沉頭)、GB/T6563(六角頭)、GB/T6564(內六角花形圓柱頭)五個系列。自攻鎖緊螺釘一般用氣動或電動螺絲刀緊固,汽車行業(yè)多數(shù)使用緊固作業(yè)效率較高的六角頭,十字槽盤頭和內六角花形圓柱頭自攻鎖緊螺釘。
二、材料和工藝要求
自攻鎖緊螺釘應由高質量滲碳鋼冷鐓制造,一般不大于M12,成品料在冷鐓制造前進行高總減率的拉拔,為利于冷鐓須進行球化退火,為了增強表面硬度及心部韌性,大部分采用中、低碳鋼制造,標準中材料化學成分的規(guī)定,僅具指導作用。C含量為0.13%~0.37%,Mn含量為0.64%~1.71%,B含量可達到0.005%,常用鋼材內含S、P、Mn、Si元素一般要比同類牌號的普通螺栓用鋼低,鋼錠和材料的表面質量控制較嚴格,以減少變形抗力和防止變形開裂。常用牌號為20Mn、15MnB、SWRCH22A、1022A和中碳鋼、中碳合金鋼SWRCH35K、SCM435、SCR435等。自攻鎖緊螺釘是具有弧形三角截面的螺紋,因此冷鐓成形和搓絲工藝制定以及冷鐓模、專用搓絲板的設計制造是至關重要的。
自攻鎖緊螺釘由于需要自攻低碳鋼板,因此要求高硬度的表面以實現(xiàn)切削和擠壓成形能力。與此同時還必須有足夠的心部強度和韌性的配合,以防止在工作中發(fā)生扭曲扭斷。這類螺釘?shù)臒崽幚砉に噷儆跍\層滲碳。不論低碳鋼或者中碳、中碳合金鋼制造,其心部硬度必須保證在28~38HRC(9.8級)33~39HRC(10.9級)范圍內和不低于最小拉力載荷930MPa(9.8級)、1040MPa(10.9級),根據(jù)材質不同,最低回火溫度為420℃。為了保證自攻鎖緊螺釘能順利擰進預制的圓柱孔,螺釘末端應通過高頻淬火保證至少一至三個螺紋牙淬硬,最小表面硬度為45HRC。
三、發(fā)展遠景
據(jù)了解,美國三大汽車公司、日本、歐洲汽車制造商使用自攻鎖緊螺釘數(shù)目,從二十世紀九十年代以來,有逐年上升趨勢,隨著技術引進,國內汽車制造業(yè)也已經逐漸推廣采用自攻鎖緊螺釘,且對螺釘用鋼村了提出了新的要求,這并不能降低零件本身的本錢,但有可能降低整車的總本錢。在選擇中碳合金鋼35CrMo、40Cr鋼時,材料本身本錢有所增加,但螺釘?shù)哪脱舆t破壞強度卻得到了進步,從而達到降低整車本錢的目的。自攻鎖緊螺釘在一輛汽車上使用的多寡,也可以說基本上代表了世界最前沿的汽車制造技術。因此,自攻鎖緊螺釘大有作為。