标准结构篇：3）螺钉

本章目标：选用标准螺钉的一些常识。

1.前言

螺钉可以说是最古老最常用的的紧固件了，关于螺钉的知识细说是说不完的。

个人觉得，只要能依据设计要求，合理地选择螺钉规格，就差不多了。

2.螺钉定义

螺钉指螺丝（外文名：Screw），是利用物体的斜面圆形旋转和摩擦力的物理学和数学原理，循序渐进地紧固器物机件的工具。螺丝是紧固件的通用说法，日常口头语。

3.螺钉头、槽和牙

3.1 头型

1）六角头（hexagon head)

2）六角头法兰面（hexagon head with flange)

3）方头（square head)

4）T形头T head (hammer head

5）扁圆头mushroom head(truss head)

6）圆柱头（cheese head）

7）圆头（round head)

8）盘头（pan head)

9）沉头 countersunk head (flat head)

10）半沉头 raised countersunk head

3.2 槽型

1）一字

2）内三角

3）内角四方

4）十字

5）米字

6）花形

7）梅花形

8）花形一字

9）特形

10）内六角

3.3 螺纹类型

依螺纹用途不同可分为三个主要大类：
第一，连接螺纹，用于紧固，即是螺栓螺母；
第二，管螺纹，管道连接用；
第三，传动螺纹，就是车床走刀那种。

依螺纹标准不同可分为：

1）国际公制标准螺纹(InternationalMetric Thread System)

我国国家标准CNS采用之螺纹。牙顶为平面，易於车削，牙底则为圆弧形，以增加螺纹强度。螺纹角为60 度，规格以M表示。公制螺纹可分粗牙及细牙二种。表示法如M8x1.25。(M：代号、8：公称直径、1.25：螺距)。

其余内容可以依据《GB/T 70.1-2008 内六角圆柱头螺钉》的标准及其引用标准。

2）美国标准螺纹(AmericanStandardThread)

螺纹顶部与根部皆为平面，强度较佳。螺纹角亦为60度，规格以每英寸有几牙表示。此种螺纹可分为粗牙(NC)；细牙(NF)；特细牙(NEF)三级。表示法如1/2-10NC。(1/2：外径；10：每寸牙数；NC代号)。

3）统一标准螺纹(UnifiedThread)

由美国、英国、加拿大三国共同制订，为目前常用之英制螺纹。

螺纹角亦为60度，规格以每英寸有几牙表示。此种螺纹可分为粗牙(UNC)；细牙(UNF)；特细牙(UNEF)。表示法如1/2-10UNC。(1/2：外径；10：每寸牙数；UNC代号)

可参考标准《BS 1768-2013 精制统一螺纹六角螺母》

英制螺栓之表示法

LH 2N 5/8 × 3 - 13UNC-2A
（1）LH为左螺纹 (RH为右螺纹，可省略)。
（2）2N双线螺纹。
（3）5/8 英制螺纹，外径 5/8”。
（4）3 螺栓长度3” 。
（5）13 螺纹每寸牙数13 牙。
（6）UNC统一标准螺纹粗牙。
（7）2级配合，外螺纹（3：紧配合；2：中配合；1：松配合） A:外螺纹（可省略）, B:内螺纹。

4）V形螺纹(Sharp VThread)

顶部与根部均成尖状，强度较弱，亦坏不常使用。螺纹角为60 度。

5）惠式螺纹(WhitworthThread)

英国国家标准采用之螺纹。螺纹角为55度，表示符号为”W”。适用於滚压法制造。表示法如W1/2-10。(1/2：外径；10：每寸牙数；W代号)。

6）圆螺纹(KnuckleThread)

为德国DIN所定之标准螺纹。适用於灯泡、橡皮管之连接。表示符号为”Rd”。

7）管用螺纹(PipeThread)

为防止泄漏用的螺纹，经常用於气体或液体之管件连结。螺纹角为55度，可分为直管螺纹代号为”P.S.、N.P.S.”和斜管螺纹代号为”N.P.T.”，其锥度为1：16，即每尺3/4 寸。

8）方螺纹(SquareThread)

传动效率大，仅次於滚珠螺纹，而磨损后无法用螺帽调整，为其缺点。一般用於虎钳之螺杆及起重机之螺纹。

9）梯形螺纹(TrapezoidalThread)

又称爱克姆螺纹。传动效率较方螺纹稍小，但磨损后可用螺帽调整。公制之螺纹角为30 度、英制之螺纹角为29度。一般用於车床之导螺杆。表示符号为”Tr”。

10）锯齿形螺纹(ButtressThread)

又称斜方螺纹，只适於单方向传动。如螺旋千斤顶、加压机等。表示符号为”Bu”。

11）滚珠螺纹

为传动效率最好之螺纹，其制造困难，成本极高，乃用於精密之机械上。如数控工具机之导螺杆。

4.精度

普通螺栓按照制作精度可分为A、B、C三个等级，A、B级为精制螺栓，C级为粗制螺栓。对于钢结构用连接螺栓，除特别注明外，一般为普通粗制C级螺栓。不同的级次加工的方法存在差异，通常对应加工方式如下：①A、B级螺栓的栓杆由车床加工而成，表面光滑，尺寸精确，其材料性能等级为8.8级，制作安装复杂，价格较高，很少采用;②C级螺栓用未加工的圆钢制成，尺寸不够精确，其材料性能等级为4.6级或4.8级。抗剪连接时变形大，但安装方便，生产成本低，多用于抗拉连接或安装时的临时固定。

5.螺钉强度

依相关标准，碳钢、合金钢螺栓性能等级分3.6、4.6、4.8、5.6、6.8、8.8、9.8、10.9、12.9等10余个等级，其中8.8级及以上螺栓材质为低碳合金钢或中碳钢并经热处理（淬火、回火），通称为高强度螺栓，其余通称为普通螺栓。

6.螺钉基材

常见的材质：

4.8级别：A3、Q235、Q195等低碳钢(最普通的）；

5.8级别：Q235以上所有材质都可以，不需要热处理；

8.8级别：螺纹直径16MM以下，35# 调质热处理。16mm以上，45# 和低碳合金钢调质处理；

10.9级别：中碳合金钢调质热处理35CRMO 、40CR 等；

12.9级别：通常指采用SCM435（相当于35CRMO）合金钢材料制。

7.螺钉表面处理

工艺	涂层厚度	耐腐蚀性能（中性盐雾）	成本	备注
氧化黑	约1um的氧化层	1-3小时	低
磷化（黑/灰）	5~20um（GB6807）	10-20小时	低	多用于螺母（氢脆问题）
黑镍、白镍	铜：0.5-1um 镍：2-10um	6-12小时	中	返镀产品在10um以上
白锌、蓝锌	锌：2-10um	6-12小时	中
绿锌	锌：2-10um	8-20小时	中	因行业使用较少只收集到一个厂家的样品，没有代表性
黑锌	锌：2-10um	20-40小时	中
彩锌	锌：3-15um	48小时以上	中
电泳黑	涂层约15um左右	100小时以上	高（低于不锈铁和不锈钢）
达克罗	涂层约5-40um，	100小时以上	高（低于不锈铁和不锈钢）	镀层均匀度较差
不锈钢（SUS304）	/	48小时以上	高	表面清洗
不锈铁	/	20小时左右	高（低于不锈钢）	表面清洗