DIY之紧固件知识普及帖

美固小子

第四篇《历史悠久的木螺钉》
2 z) n/ f$ G* h, C# q可以想象，所有螺钉中，木螺钉的历史最悠久，最早可以追溯到16世纪。现代人所说的木螺钉，和自攻螺钉一样，也有狭义和广义之分，广义上的木螺钉当然是指使用于木制品连接的所有样式的螺纹紧固件，而狭义的木螺钉，特征也很明显。先看照片。
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【产品特征1】：从照片上可以很清楚地看到，这一类产品，不管头型什么样子，但是有一点很类似，都有不带螺纹的光杆部分，而且光杆部分的直径和螺纹部分的外径几乎是一样粗细的。对，这就是木螺钉最显著的特征！究其原因，有三。
第一，这是传统的木螺钉制造工艺留下的印迹。在以前，木螺钉的主要制造方式是切削加工，即在一段已经冷镦出头型的钢丝坯料上用车刀或铣刀把螺纹部分不必要的材料切削掉，留下的部分形成螺纹。很好理解，这样制造出的螺纹外径肯定和没有螺纹的光杆部分一样粗细。采用这种加工手段制造的木螺钉叫做车削木螺钉或叫铣制木螺钉。时至今日，木螺钉的国家标准中还专门有相关的规定描述，而且仍旧有工厂还在采用这样的制造手段在生产，有些国外客商会指定采购车削木螺钉的。当然，目前绝大多数的木螺钉是采用冷镦加搓丝的工艺制造。有关生产的细节就不展开说了。下图是国家标准中关于两种工艺制造出的木螺钉尾尖的图示。
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美固小子

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; o" N0 B* W( M第二. 光杆部分的外径和螺纹外径相同这点也确保了两块木材靠螺钉连接之后，上面那块木板因为螺钉穿过后留下的孔的孔径正好和光杆部分直径相吻合，这样不会出现上面的木板出现横向移动的可能。想像一下，如果光杆部分比螺纹外径明显小，就有可能在某些场合中，板材出现松动！
第三. 这里要说的内容，不知道有多少木友是了解的，我想这个细节是非常重要！今后我在介绍其他产品时还会再次提到这点。请务必注意！如果连接两块木板的螺钉，没有光杆，而且只有一种规格的螺纹，就是平时常见的所谓“全螺纹”产品，那么除非在紧固连接前，两块木板之间已经压紧没有留下缝隙，否则靠这样的螺钉是没有办法把板与板之间的缝隙密合，更没有办法自由调节两块板材间的空隙大小！（:o啊？你的意思还有螺钉可以自由调节木板与木板之间的缝隙大小？对！:lol有，之后我会介绍！）简单来说，带有光杆的木螺钉，可以把板材连接到没有缝隙！
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) t! ~( J! k6 k另外，按照世界通行的木螺钉标准，一个标准的木螺钉，不管什么长度型号，螺纹的长度都应该等于2/3的总长。换句话说，选择木螺钉型号时，应该根据连接板材上面那块的厚度去换算出应该选多长的螺钉。

:D 仔细的朋友可以发现，上面木螺钉照片里的中第一张，螺纹部分明显不是总长的2/3，这是啥原因？
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美固小子

【产品特征2】：这一点，在另外一篇木友的老帖子里也提到过，这种木螺钉是不经过热处理的。这点说得很正确，一般木螺钉采用的是含碳量较低的06A或者08A冷镦钢材，也有的是采用Q195、Q235等普通钢材生产，按照世界通行标准的工艺要求，这种产品没有硬度要求。因此，这类螺钉，尤其是小规格的、沉头的，一般不适合使用电动工具安装，否则槽口很容易被破坏。
不过，那位朋友有一点可能说的不完全正确，这种木螺钉谈不上正在被淘汰。要知道，江浙一带有不少专做这种类型木螺钉的厂子，每个月的产量都在几百吨以上。因为木螺钉有两个不太容易被替代的地方。第一，这个产品类别中的六角头木螺钉（俗称571木螺钉，因为执行的是德标DIN571而得名）有非常非常粗大的规格，最粗的型号要在20mm左右，长度可以几十公分。这种使用领域，尚没有产品可替代。例如，纤维板螺钉在国内基本上最大的螺纹规格就是6mm，在国外10mm也基本到顶了。
/ W  t/ I) {' C! t* \第二个使用场合和广大普通用户有一定的关系！配合尼龙或者塑料的膨胀管，使用木螺钉是最好的搭配。例如要用鱼式尼龙或塑料的膨胀管安装个电视挂架啊什么的，我建议你如果可能的话，最好配木螺钉。以8mm的鱼式锚栓为例，可以选用5mm的纤维板螺钉，也可以选用5mm的木螺钉，但是根据实验室数据显示，在螺纹外径规格相同的情况下，配用木螺钉达到的锚固力要比采用纤维板螺钉的高出20%-30%。这其中的原因涉及到锚栓产品的锚固原理，今后如果写到锚栓系列再做解释。
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$ X& ]. T! H9 @/ @9 a本篇《历史悠久的木螺钉》一开始的两张螺钉照片，左面的那种就是专为长轴尼龙锚栓配套生产的木螺钉，因此它的螺纹部分不是型号的2/3，而是配合尼龙锚栓的膨胀区域长度而定。

dy11198

美固。。。。。。上海产螺丝的一个名牌

hdm8188

我也是每天看贴无数,基本上不回贴.
& `: R# N, P6 v/ U5 S后来发现这样很傻,很多比我注册晚的人分数都比我多,
+ z* Y2 B7 k1 R4 G+ m4 k于是我就把这段文字保存在记事本里,
( e& Y+ z4 I( C8 C每看一贴就复制粘贴一次.
9 ?. {6 H- @% T, c5 H( I  T* x4 H帮LZ把贴子顶上去。顺便挣点分

美固小子

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/ s( G0 Q3 F; y9 ^# Q在木螺钉这一篇里补充一个螺钉的资料：橱柜螺钉。
( w2 H% L/ ]/ c) @  I1 P5 ~【中文名称】：橱柜螺钉、直修螺钉、防火板螺钉等等
【英文名称】：Cabinet Screws
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( N3 `7 }; u4 S2 R木友们可能对这个产品还算是熟悉的。之所以把它分在这个大类里，是因为它明显遵循了木螺钉的原理，保留光杆，光杆的粗细和螺纹外径大致相同。另外这个产品还有一个特点，就是通常在槽内带有深孔，可以用来盖塑料盖帽。
: Z9 U0 g; k$ s2 i6 D/ c0 H" g这个螺钉是随着宜家这些国外品牌的板式家具引进的，最一开始的时候，这个产品只有7mm系列，后来有了6.3mm系列，再后来有了5mm系列。这种演变体现了国人一贯的能省就省的风格！:lol 与此同时，光杆部分的直径也越来越小，光杆的长度也越来越短。可以说，如果光杆的直径和长度减小到一定程度，这个产品所遵循的木螺钉设计原理和好处就不存在了，但还真是没办法，市场需求容不得你申辩。
0 p* K0 I- i( @$ ~这个产品类型，一般来说都没有做成尖尾，这是因为这个产品的设计意图主要并不是为了普通木工场合，而是为了配合板式家具，只要拧入预钻孔就行！所谓板式家具，就是类似宜家销售的家具，都需要用户自己完成最后一道组装工序。一般来说，除非是是熊孩子，否则只要按照组装说明书装出来的成品样式和尺寸都是一样的，这就是靠这种家具板材事先在工厂做了精准的预钻孔定位，螺钉拧入预钻孔即可。标准的7mm系列，在两块板材上一个预钻7mm孔(对应光杆段)，一个预钻5mm孔(对应螺纹段)，标准的5mm系列分别预钻5mm和3mm孔。
往前推7-8年，这个产品在普通的市场上还是很常见很好销的，现在除了板式家具中仍旧配套这类产品之外，越来越少人选购这个品种。对于普通装潢和制作家具的场合，螺钉没有尾尖，事先需要两道预钻孔等等确实不是那么方便。
值得一提的是，这种产品也不经过热处理，因此，在使用7mm系列时，由于安装扭矩较大，十字槽容易豁口，大多数情况下会采用内六角槽型，用手工内六角扳手(allen key)安装。
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看来写的这个帖子，读的人、顶的人都不多啊。:P
没关系，既然开始写了，就把一些想介绍的内容陆陆续续说完，也算有始有终。等介绍完几个常见的螺钉之后会写几篇和紧固件质量有关系的小文章，也许对木友们的实际意义更大一些。
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5 g6 ]# l3 w5 l+ k8 J$ K; x第五篇《后起之秀纤维板螺钉》
在另一篇帖子里，有朋友也介绍过这种螺钉，不过令我疑惑的是，他提到这种螺钉有细牙和粗牙之分，我不清楚具体指的是什么样的产品。至少在我从事紧固件设计和制造的这10多年里，还没遇到过有粗牙和细牙之分的纤维板螺钉（也许他混淆了英制双线木螺钉和纤维板螺钉的区别）。国外倒是有很多纤维板螺钉的变形产品，针对使用的便利性(包括旋拧安装速度、防木材开裂等)做了很多设计上的改进，很多还涉及到专利技术。有空我另外开篇再介绍。
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" P8 W1 H/ r! g8 X! N这里我先介绍基本款的纤维板螺钉：
【中文名称】：纤维板螺钉
! m# B3 ]& Z4 ]8 B【英文名称】：Chipboard Screws
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双沉头纤维板螺钉

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单沉头纤维板螺钉

【产品特点1】：和干壁螺钉、自攻螺钉、自钻自攻螺钉不同，虽然纤维板螺钉的生产量和使用量极大(尤其在国外)，但没有一个国家对这个产品制订过国家级的标准（至少我没有看到过这样的标准。如果有哪位朋友知道，也可以告诉我）。但在一些关键尺寸和要求上，大家采用的实际标准又非常的接近。所以非常容易分辨这种产品。
; o- j; ~! Z! |$ t- D: k) b【产品特点2】：最常见的头型是双沉头的纤维板螺钉，而单沉头的和盘头的纤维板螺钉相对来说用的不多。手头正好没有清晰的对比照片，所以还是画出来给大家看（以此为：双沉头、沉头、盘头）。下面图中展示的是同一个型号不同头型的纤维板螺钉。顺便说一句，沉头螺钉型号中的的长度数据是包括头部厚度的，盘头、六角头等头型的产品长度是不包括头部的。

: a+ B; K# ]" {# V要问双沉头和单沉头在使用上有什么区别？可以说，几乎没有！只是双沉头产品允许槽型更深一点，普通用户是体会不到这种区别。另外，双沉头产品已经占据绝大部分市场，在生产和使用量上占绝对优势。

yangyuping

美固小子 发表于 2014-12-23 15:56
+ e' c: j# B& ?" o7 g, b5 T. d8 @看来写的这个帖子，读的人、顶的人都不多啊。
4 ~% U8 Z$ ~8 U. m8 o没关系，既然开始写了，就把一些想介绍的内容陆陆续续说完 ...

3 I% f+ `: ~; Dl楼主辛苦！

美固小子

3 \9 D9 F9 ]0 P0 }5 T8 j+ V; \【产品特点3】：最常见的槽型是米字槽，专业属于术语叫做“Z型十字槽”或者PZ槽。在国外，梅花槽也非常常见，尤其是在粗、长的规格上。所谓梅花槽，术语叫做Torx槽或者叫“内六角花形”。下面是槽型的特写照片。
     
/ \' t0 g  o) t为了看得更清晰，看线图，从左往右：十字槽(H型十字槽、PH槽)、米字槽(Z型十字槽、PZ槽)、梅花槽(Torx槽)
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- {* F0 a# O) b1 T国内用户不太愿意接受梅花槽的产品，也许是因为手边没有配套的螺丝批，安装不方便。不过，记住一点，在所有不涉及专利的槽型里，梅花槽也许是使用效果最好的槽型。实际上，Torx槽的专利失效也没多少年。所谓使用效果好是指同样的安装条件，所需要的旋拧力小，而且批头相对来说不容易滑脱。

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美固小子

2 {) m! O# T% A7 w. K/ }9 p! i1 V+ j【产品特点4】：相对其他螺钉品种而言，纤维板螺钉的牙形角的角度小，就是俗称的牙片薄。看文字累，还是用图说话，下面分别是干壁螺钉、自攻螺钉和木螺钉国家标准的截图：

细牙干壁螺钉螺纹

自攻螺钉螺纹

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木螺钉螺纹

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$ d5 E+ o7 M3 s1 g可以看到，这三种螺钉的牙形角都是60度，而纤维板螺钉的牙形角是40度。这主要是为了适应纤维板螺钉的设计使用场合——人造木质板材质地比较疏松的特点（由此我们可以知道纤维板螺钉的适用对象了！）。
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美固小子

【产品特点5】：纤维板螺钉在做电镀之前需要经过热处理，而且硬度要求比普通的自攻螺钉高，因此非常适合电动工具安装。不过，经过热处理的产品，也带来了易断的风险。有关这点，等我详细介绍。:lol
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美固小子

接着写，来点有实用价值的！

) H0 z1 M. ~0 m第六篇《断！断！断！螺钉之痛1》 （预告：第七篇《锈！锈！锈！螺钉之痛2》）

: ~/ f) {( s( |- f2 }我看过坛子里一位朋友写的垃圾螺钉的几宗罪，好像排名第一的就是“断”！确实是。用户遇到螺钉拧到一半断掉，真是不上不下，尴尬！光火！但要说倒底什么原因造成的断，真还不是一句两句说得清楚的。
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9 l, ~# M: k- N1 X9 Q先做一个可能产生断的原因的分类，需要详细看解释的，请继续看细节内容，否则可以跳过直接看本篇最后的结论：
【用户原因1】：产品或者型号选择不当。
【用户原因2】：使用方式不当。
: T2 [- z" l, D) t. W$ K0 t0 O【产品原因1】：断头，由于槽深过深或者沉头角度不对。
【产品原因2】：断头，由于氢脆。
【产品原因3】：断在光杆和螺纹相接的位置，通常由于生产模具没有修磨好，使得起牙过深。
1 }- m7 s/ r+ w  y: I; r【产品原因4】：断在螺纹部分，由于热处理不合格，破坏扭矩指标不达标（是指排除用户原因1和2的前提下）。
【产品原因5】：断在螺纹部分，可能受了一定角度的侧向力折断，可能是由于热处理不合格，弯曲度指标不达标（也是指排除用户原因1和2的前提下）。
【产品原因6】：断在螺纹部分，可能由于厂家使用了过细的原材料，造成破坏扭矩指标不达标。

未完待续！
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美固小子

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  k7 V) X. L& ^展开说之前，我们得明确一个概念，在一定条件下，螺钉都会断的！
9 q1 k  J0 n$ Z7 E% B生产厂家要做的是确保它的断裂情况出现在设计值之上，而不能在预期值之前就出现断裂！一般来说涉及到的指标有两种：破坏扭矩和折弯角度。
" k& I7 I5 A! R4 v% W+ v【破坏扭矩】：采用旋拧方式安装的螺钉或者螺栓，安装时都要对紧固件本身施加一个旋拧扭矩，当扭矩达到一定值的时候，螺钉就会断裂，这个值就叫做破坏扭矩。下面照片里显示的就是测试的场景，截图是国标里的扭矩测试装置。
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破坏扭矩试验场景

破外扭矩测试装置

1 b! i: y, A9 S( s测试的大致步骤是，螺钉被夹持在试验台钳上，然后通过一把带刻度的专用扭矩测试扳手扳拧，在螺钉断裂的一刹那，指针会停在某一个刻度指出断裂时施加的实际扭矩的数值。下面照片里的就是一部测试专用的扭力扳手。
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扭力扳手

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1 l3 ]$ C& Q# |: V. B未完待续！

美固小子

6 i' p0 l& O& f9 c0 Z3 w7 ~: g通俗的讲，如果螺钉的硬度高，那么它的破坏扭矩也就高，换句话说也不容易被轻易扭断。但问题来了，过高的硬度也可能带来另外一个隐患：硬脆！所以生产者通常还需要做第二个检测试验。
【弯曲度试验】：这个试验是用来控制产品不能太脆，避免在螺钉受到横向力的时候发生折断。奇怪的是，关于这些试验的标准测试方式，我翻遍所有的标准都没有找到一个明确的说法。像另一位朋友在帖子里曾经提到的，夹在台钳上用榔头敲，看多少角度折断，这几乎是所有厂家的通行做法。不过对于这点，我始终不赞成。这种检测方式随意性太强，太过粗略了。下图照片中试验台上固定在右侧的两台是带有刻度的折弯测试机。
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试验台

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普通用户可能需要知道一点，实际上破坏扭矩和弯曲度是一对矛盾体，一个指标特别高就有可能造成另外一个指标较低，生产者就是要从中找到一个平衡点。

" a' j, _: B% \: Q$ E/ p9 T未完待续！

美固小子

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继续昨天的内容。
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前面部分说清楚了最基本的检测方法和大致原理，后面的内容相对好解释一点。接下来我对之前说的“断”的多种原因做一次稍微详细一点的介绍。
) }' ?% d# ]7 n# p6 m1 _, R8 j【用户原因1】：产品或者型号选择不当。
用形象一点的话说，不要让小孩挑重担！就拿很常用的纤维板螺钉来举例，下面的数据是生产厂家比较通行的破坏扭矩控制标准（要求达到的最小值，即抽查试验显示都不低于这个数值的，就是合格批次）：
3mm系列：1.5牛米
3.5mm系列：2.2牛米
" d6 {! V+ u. n; k& L/ e) u  j4mm系列：3.2牛米
) L. N# ?3 |$ z0 ?6 D2 j. r" m( Q4.5mm系列：4.3牛米
5mm系列：6.2牛米
6mm系列：11.0牛米
我特地把4mm和5mm的加粗显示，拿它们举例，这两个规格从螺纹上看只差了1mm，也许遇到要在类似4*50及5*50两个型号中做选择的时候，你可能不会清晰地意识到它们的破坏扭矩标准差着几乎一倍！所以务必要根据实际需求来进行选择，如果仅仅是在类似松木这种木料上用，那么4*50经济实惠，如果要安装重蚁木或者其他类型的硬质木材，最好还是选择较粗的型号，甚至需要用到6mm。要知道，50mm长的螺钉，螺纹规格从3.5mm开始，一直到6mm都是有销售的，各种型号都是有其适用场合的。
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7 l. \! J; W8 Z8 @$ L( I木友们常见的使用场合之一：室外防腐木地板的安装。在这个领域，国外叫做decking screws或者deck screws，国内有人翻译成“甲板螺钉”。这是纤维板螺钉的一种变形大类。在国外，安装地板的常见型号是5mm、5.5mm（这个居多）和6mm，在国内要么根本没有选用专用产品的概念（看见施工人员把自攻螺钉用锤击的方式安装。真能看得要吐血！），要么为了尽可能降低成本，可能选用的是4mm的产品！

未完待续！

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