DIY之紧固件知识普及帖

美固小子 · 发表于 2014-12-25 11:48:08

在这里我放一个视频。需要说明的是，这属于美国一家公司的广告，所以不难理解，当然他们自己的产品最好，其他牌子的产品都很差，要么拧不到底，要么容易断！但是我想告诉大家，实际上，这个视频里的所有品牌都是欧美的大家！任何一个牌子的产品拿给专业客户看，都知道是好东西！尤其是德国的Spax之类的，那是一等一的产品。即使这样，在苛刻的使用场合，或是采用不适当的安装方式（之后会详细解释）它们还是有可能会出现断裂的。所以根据实际使用场合选产品很重要！

美固小子 · 发表于 2014-12-25 12:48:22

【用户原因2】：使用方式不当。
这里所说的使用方式不当，主要是指两种情况：
1. 使用变速的电动工具（手枪钻或者电动螺丝刀）时，调速过快，而且有的手枪钻在旋拧的同时有冲击功能，这些都可能造成螺钉的非正常断裂。手枪钻和电动螺丝刀（电动起子）都能用来拧螺钉，但毕竟后者是专用工具，所以还是有点区别的。当然，我知道对于一般的diy用户来说，不可能配很多种电动工具。所以只是提醒要注意，旋拧一般的木螺钉时，不要调速过快，尽可能不要使用冲击功能。
2. 另一个容易出现断裂的情况是在螺钉卡死不动的时候，最好反退几圈后继续再拧，而不要继续硬拧！如果螺钉卡死后继续拧，就等于在做我之前介绍的破坏扭矩试验。要知道，最一般的电动螺丝刀扭矩都在10几个牛米，如果是手枪钻，还要更大，硬拧螺钉不断才怪。

说到这里，向大家介绍一个技术细节。在国外中高端的木螺钉产品中经常会用到表面上蜡的技术。也就是在螺钉完成电镀之后，再上一层水蜡。上过水蜡的产品，外观看上去可能会比一般的产品暗淡一些，但所需的安装旋拧扭矩会大幅减小，就是说能用更轻的力量把螺钉旋下去，这样也减小了螺钉安装过程中卡死的可能性。可能由于缺乏这个意识，而且也需要支出额外的成本，因此国内暂时没有这类产品销售。

美固小子 · 发表于 2014-12-25 14:03:24

接下来说说产品本身有质量问题造成的断！

【产品原因1】：断头，由于槽深过深或者沉头角度不对。
这种情况虽不多见，但也还是有。我从业10几年中，也遇到过2-3起。
看图容易理解。

沉头角度比较

这一组图显示的是同样头部直径大小，同样的十字槽深度，如果采用不同沉头角度会带来的区别。很明显，沉头角大风险大，沉头角度小，槽型和螺钉支承面（沉头的斜面）之间的料就厚很多。如果生产者设计上没有考虑周全，或者使用了错误的模具，或者过深的十字槽模具就会出现成批的不良品。
这种容易断的不良品，在使用中很好鉴别，一般断裂点就在头和杆的结合位置，断裂后能看到槽口边上的肉头很薄。
另外，值得注意的是同样使用了90度的角度，单沉头和双沉头的效果区别，明显双沉头更可靠。这就是为什么目前双沉头纤维板螺钉的使用量远大于单沉头的主要原因！

虫眼 · 发表于 2014-12-25 14:06:00

很好的教学，学习了。
我的一个客户是螺丝的使用大户（狗屋制造），他们使用的就普通螺钉，工作效率低，而且设备和劳动量大，交流中，他们对螺钉几乎没有研究。我不是做螺钉行业的，我的知识来自这里。

美固小子 · 发表于 2014-12-25 14:28:29

虫眼发表于 2014-12-25 14:06 " k: F8 e& ]4 v) ]" j# h
很好的教学，学习了。. V$ A+ g4 D/ v" E& `8 d+ C9 f6 e7 n
我的一个客户是螺丝的使用大户（狗屋制造），他们使用的就普通螺钉，工作效率低，而 ...

谢谢你的鼓励！很开心啊！:lol
前几天看了老帖子，就想自己写一份更详细一点的。开了头，做了承诺，现在不管多少人看，先写完再说！

美固小子 · 发表于 2014-12-25 18:01:48

接上文。

【产品原因2】：断头，由于氢脆。
话说氢脆这个问题，一般的木友们可能遇到的机率并不会太大，但要是真遇到了，还真是一个麻烦事！
所谓氢脆，简单来说，就是钢材在某一个工序中渗入了氢原子，使得金属的内部结构不稳定发生断裂的情况。这是机械制造、金属加工领域非常重要的一个课题，它产生的机理、预防的措施、检测的手段等等很多细节到现在为止还是科学家研究的对象和争论的内容。

作为普通的紧固件用户来说，我们可以大致了解这样几点：
1. 在紧固件的生产过程中，原材料线材的制备、热处理、电镀等过程中都有可能产生氢原子的渗入并产生氢脆隐患。但是最最常见的环节是发生在电镀中！
2. 钢材原料的含碳量越高，产生氢脆的可能性越大！因此！因此！高强度紧固件一般是不会采用电镀工艺的！这个风险太大了。
3. 对于风险较大，要求较高的紧固件，在电镀之后必须马上进行“驱氢”处理。大致的方法就是将电镀后、钝化前的紧固件放在200多度的烘箱里烘上几个小时。:L 额......，成本很高啊！因此，对于很多普通的产品，很多厂家是会省去这道工序的。而且，如果氢原子已经大量渗入，这种驱氢工序是不能保证完全解决问题的，尤其是如果电镀后已经存放了24小时以上，这种处理就不再起作用，做了也白做！
4. 氢脆的发生是不可预期的，尤其是紧固件没有被使用，没有被施加紧固力时，一般不容易被发现。生产者常见的测试方式是将样品实际紧固安装并放置48小时，看它会不会断裂，其中24小的时候需要重新旋拧紧固一次。不过，这种测试若在电镀完成24小时之后再进行，并不保证能检验得出！

氢脆常见于高强度螺栓等产品中。我从网上找了一张氢脆产品的照片。

氢脆导致断头

对于非高强度螺栓的小螺钉领域来说，最常见的氢脆事故会发生在安装金属框架结构的六角头自钻螺钉这类产品上。来说说如果遇到氢脆会发生的诡异情况。
有的时候用六角头自钻螺钉施工，安装彩钢板屋顶啊什么的，安装时好好的啥问题都没有。第二天早上来看，地上掉的到处都是螺钉的六角头！

nk:

bigheadjack · 发表于 2014-12-25 20:18:27

楼主辛苦！学习的好资料顶顶

SZT · 发表于 2014-12-25 21:51:13

挺有用的知识，学习了，谢谢楼主{:5_315:}

飞花逐月 · 发表于 2014-12-25 22:54:23

学习了。不过木螺钉很难买到，店里都是全螺纹的自攻钉。

海黄 · 发表于 2014-12-25 23:43:53

本帖最后由海黄于 2014-12-25 23:45 编辑

这个帖子太及时了，老兄有空帮我看看我当做折叠刀固定轴的螺丝是什么螺丝？
# O, ~4 p1 i. F+ Z0 G& I) H+ shttp://www.zuojiaju.com/thread-341650-3-1.html
# [+ }" P* H+ t$ r4 c& P' W# R我感觉应该是单线粗牙干壁螺钉
* m; X. j& `0 U- [- U另外话说这个螺钉名字太火爆了，干墙螺丝，太形象了，操墙螺丝，FUCK WALL NAIL，果然火爆，操墙都不在话下！

闻木香 · 发表于 2014-12-26 02:08:17

非常好！谢谢楼主。

美固小子 · 发表于 2014-12-26 09:14:07

海黄发表于 2014-12-25 23:43 ! a+ b7 w% i# V" h
这个帖子太及时了，老兄有空帮我看看我当做折叠刀固定轴的螺丝是什么螺丝？
* ?+ A9 F: E8 d: W) l: n; f! o. nhttp://www.zuojiaju.com/thre ...

首先，这个肯定不是“干墙”螺钉哈:lol。凡是要干墙的，设计上为了不破坏纸面石膏板，所以肯定设计成喇叭头。请至1楼看照片。
其次，这么小的螺钉，就分成光杆段和螺纹段，所以肯定不是自攻螺钉，自攻螺钉都是全螺纹的。所以这个螺钉至少属于广义上的木螺钉，设计用途应该用于木制品上的。
再其次，照片很小，我不能仔细分别光杆和螺纹的连接部分的样式。但是根据经验判断，这个应该是盘头（或圆头）木螺钉。

如果要仔细确认，一般都需要通过尺寸测量和硬度检测。

美固小子 · 发表于 2014-12-26 10:18:52

本帖最后由美固小子于 2014-12-26 10:21 编辑

再接上文！

【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。

先说明一个概念，如果螺钉在安装过程中，还有部分螺纹没有拧入安装件(比如木头、钢板等)，这时候发生断裂，无论是产品本身有问题，还是安装方式有问题，或者选型不正确，但至少断裂点应该在螺纹段，不应该在头杆结合位置、不应该在光杆段，也不应该在光杆接螺纹的那个位置！

这一节要说的就是发生在光杆连接螺纹位置上的断裂情况。

光杆螺纹联合部位

上面照片里的红圈圈出的就是光杆连接螺纹的位置。请仔细看照片，这个位置的第一牙螺纹就是我们行业内说的螺纹起牙部分。这一牙螺纹应该外径小！照片显示的很明白，这一牙螺纹要小，螺纹底部的直径要比后面正常螺纹段的牙底直径大！这样的螺钉才是正常的！

如果你选购的螺钉，起牙位置的螺纹和后面螺纹的粗细一样，用我们行业内的话说，就属于起牙太深，使用时断裂的风险非常大！

造成这种问题的原因是车间的生产工人没有好好修磨辗制螺纹的模具（术语叫做搓丝板、牙板）！一般来说，新的牙板都要修过起牙位置后才能上机生产，如果员工不注意这点，生产出不良品的可能性很大。因此，说老实话，各位木友遇到这种问题产品的机率还是不小的。

美固小子 · 发表于 2014-12-26 11:51:56

再续！

【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）。

螺钉也分成两种，一种是不需要经过热处理的，例如传统的木螺钉就是。另一种是需要经过热处理的，例如干壁螺钉、自攻螺钉、自钻自攻螺钉、纤维板螺钉等等。我们这里讨论的都是需要经过热处理的产品。

虽说是热处理环节造成的不合格，实际上要涉及前后两个工序。
1. 原材料制备阶段的热处理。钢厂出来的原材料到能够用来生产紧固件之前，要经过一个线材制备的阶段。凡是产品需要经过热处理淬硬的，通常它的原料钢丝也要经过热处理，不过这个热处理正好相反，是退火处理，要把材料变软，提高塑性，便于顺利生产。钢材需要在炉子里加热到700-800度（要看钢材的牌号和成分确定具体温度），然后保温、冷却。在这个过程中，如果炉子密封性能不好或者其他疏漏，会造成钢材的脱碳。严重的脱碳会使得之后做出来的产品想要淬火加硬都实现不了！
2. 第二个涉及的工序是产品做完之后进行的淬火处理。一般采用的都是渗碳淬火工艺，大致的意思是在钢材本身的含碳量之外，在表面额外再渗入碳离子增加含碳量。这部分如果没有做好，那么做出来的产品硬度就不够，破坏扭矩就会不达标。

具体的生产工艺，你可以不必关心。你只需要知道一点，负责任的生产商在每一个热处理批次进行时应该进行随炉抽检、热处理结束后还应该进行全面的机械性能检测（和钻钢板能力、破坏扭矩、弯曲度、抗拉强度等等有关的检测都属于机械性能检测）！而且，通常热处理失误是很容易被检测出的。

但是，又有多少每月生产几十吨甚至上百吨紧固件的小厂，连一把最起码的扭矩测试扳手（价值数千元）都不愿意配备！！！

美固小子 · 发表于 2014-12-26 12:32:12

本帖最后由美固小子于 2014-12-26 13:48 编辑

再续！

【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）。

这种质量问题主要和产品热处理环节有关。实际上，出现这种问题的机率不比破坏扭矩问题低，甚至更高！我们通常理解的产品热处理似乎只有淬硬一个环节，其实不对，正规的热处理，应该要经过渗碳淬火和回火两个阶段，前面已经介绍过淬硬的内容，通俗讲就是把螺钉热处理变硬，而回火的目的通俗讲就是不要让产品过硬而出现脆性！很多紧固件生产小厂、热处理加工小厂，可能会省略后面回火的工序，或者不实实在在做好回火工序。这样的产品硬度高了，但是一折就断！

有的时候遇到同行问起热处理，会问，你们是用大炉子还是小炉子啊？这里说的大小实际上不是指热处理炉子体积的大小，这里的大是指总长在10几米20几米长的整条网带炉，包含淬火工段和回火工段。而小炉子是指他买设备的时候压根就没买回火工段，所以炉子要短上一截！

你说，他连很关键的回火炉都没买，你怎么让他做出合格的产品来？

有一个细节，要详细说明，有人说做弯曲试验是看到15度断不断，其实不太正确。正确的说法是弯折达到15度时，允许出现裂纹，但是不应该整个断裂。根据我的实际经验，正常的情况，如果15度左右出现裂纹，真正断裂要在30度甚至40-50度以上。假设在测试时，在15度不是出现裂纹，而是直接断裂，基本上可以认为这个产品是有问题的！通常这种情况下，测试的人手上是有感觉的，明显会觉得这批产品脆性大！

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