紧固件在市场上一般也称为标准件，是将两个或两个以上的零件（或构件）紧固连接成为一件整体时所采用的一类机械零件的总称。螺丝是紧固件的通用说法，日常口头语而已。

螺纹发展的历史

螺纹是人类最早发明的简单机械之一，在古代，人们利用螺纹固定战袍的铠甲、提升物体、压榨油料和酒制品等。18世纪末，英国工程师亨利·莫斯利（Henry Maudslag）发明了螺纹丝杠车床。第一次工业革命后， 1841年英国人约瑟夫·惠特沃斯（Joseph Whitworth）提出了世界上第一份螺纹国家标准(BS84,惠氏螺纹，B.S.W.和B.S.F.)从而奠定了螺纹标准的技术体系。1905年，英国人泰勒（William Taylor）发明了螺纹量规设计原理（泰勒原理）。从此，英国成为世界上第一个全面掌握螺纹加工和检测技术的国家，英制螺纹标准是世界上现行螺纹标准的祖先，英制螺纹标准最早得到了世界范围的认可和推广。

世界上最有影响的紧固螺纹有三种，它们是：英国的惠氏螺纹、美国的赛氏螺纹、法国的米制螺纹。最有影响的管螺纹有两种：英国的惠氏管螺纹、美国的布氏管螺纹。

螺纹的种类

螺纹按用途可分为连接螺纹（普通螺纹、管螺纹等）和传动螺纹（梯形、锯齿形等）；

按牙型可分为三角形、梯形、锯齿形等；

按螺纹要素是否标准分标准螺纹、特殊螺纹和非标准螺纹(仅牙型符合标准称为特殊螺纹，牙型不符合标准称为非标准螺纹)。

传动螺纹——用作传递动力或运动的螺纹

常用的有两种标准螺纹

（1）梯形螺纹—— 牙型为等腰梯形，牙型角为30°，它是最常用的传动螺纹。

与矩形螺纹相比，传动效率略低，但工艺性好，牙根强度高，对中性好。机床的丝杠是利用梯形螺纹来双向传递动力的。 螺纹代号用 T r来表示

（2）锯齿形螺纹—— 一种受单向力的传动螺纹，牙型为不等腰梯形，一侧边与铅垂线的夹角为30°，另一边为3°，形成33°的牙型角。其牙型锯齿形，代号为B。他只用于承受单向动力，由于它的传动效率及强度比梯形螺纹高，常用于螺旋压力机及水压机等单向受力机构螺纹。

(3) 矩形螺纹：主要用于力传递，其特点是传动效率较其他螺纹较高，但强度较大，因此应用受到一定限制

（4）模数螺纹：即涡轮蜗杆螺纹，其牙型为40度，它具有传动比大，结构紧凑，传动平稳，自锁性能好等特点主要用于减速装置。

产品机械性质

等级：公制螺栓的强度等级主要有：

３.６、４.６、４.８、５.６、５.８、６.８、８.８、９.８、１０.９、１２.９共１０个性能等级。

高强度螺栓的区分及含义。 8.8级及以上等级的螺栓统称为高强度螺栓，其余等级螺栓称为普通强度螺栓。

螺栓性能等级标号的含义 ：螺栓性能等级标号由两部分数字组成，分别代表螺栓的公称抗拉强度值和屈强比值，如性能等级为4.8级的高强度螺栓其含义为：（1）：螺栓材质公称抗拉强度为400MPa级（2）：螺栓材质的屈强比值为0.8（3）：螺栓材质的公称屈服强度为400x0.8= 320MPa级

３、螺栓的机械性能等级主要有以下四种指标：

a、强度指标（抗拉强度、屈服点、屈服强度、保证应力）

b、硬度指标（维氏硬度、布氏硬度、洛氏硬度、表面硬度）

c、塑性、韧性指标（伸长率、锲负载强度、冲击吸收功、头部坚固性）

d、脱碳层指标（螺纹未脱碳层的最小高度、全脱碳层的最大深度）

名词解释：

１、抗拉强度（б)N/mm　:产品单位面积上所能承受最大抗拉伸力量。是指金属材料在拉断前所能承受的最大应力，

2、保证荷重（SP）N/mm ：依产品的等级和规格对其施以一定负荷，并持续一定的时间，产品能够承受而不发生任何可测得的永久变形。

3、屈服点（бS） N/mm ：材料拉伸时，应变增加而应力不增加的点，在一般的低强度产品的拉伸曲线中可显示明显的屈服点，屈服点是材料弹性变形和塑性变形的分界点；在高强度产品的拉伸曲线中没有明显的屈服点，当屈服点不能测定时，允许一测量屈服强度的方法代替。

屈服强度（yield strength ）定义：是金属材料发生屈服现象时的屈服极限，亦即抵抗微量塑性变形的应力。对于无明显屈服的金属材料，规定以产生0.2%残余变形的应力值为其屈服极限，称为条件屈服极限或屈服强度。大于此极限的外力作用，将会使零件永久失效，无法恢复。如低碳钢的屈服极限为207MPa，当大于此极限的外力作用之下，零件将会产生永久变形，小于这个的，零件还会恢复原来的样子。

备注：a.材料的变形分为弹性变形（外力撤销后可以恢复原来形状）和塑性变形（外力撤销后不能恢复原来形状，形状发生变化，伸长或缩短）

b.当应力超过弹性极限后，进入屈服阶段后，变形增加较快，此时除了产生弹性变形外，还产生部分塑性变形。当应力达到b点后，塑性应变急剧增加，应力应变出现微小波动，这种现象称为屈服。这一阶段的最大、最小应力分别称为下屈服点和上屈服点。由于下屈服点的数值较为稳定，因此以它作为材料抗力的指标，称为屈服点或屈服强度(ReL或Rp0.2)。

4、硬度：金属材料抵抗更硬的物体压入其内的能力叫硬度。它是材料性能的一个综合物理量，表示金属材料在一个小的体积范围内抵抗弹性变形、塑性变形或破断的能力（维氏硬度HV30、布氏硬度HB、洛氏硬度HRB和HRC、表面硬度HV0.3）。

5、锲负载强度：对六角头、方头（四角）、六角法兰面或内六角螺栓反应施以锲负载试验。即测试产品的头部下方加一锲形块后的抗拉强度，其目的是得到产品的抗拉强度及其头部坚固性。

6、伸长率：（δ ）：产品的伸长率即为产品断裂后的伸长量与断裂前的长度的比值

①．屈服点

试样在试验过程中力不增加（保持恒定）仍能继续伸长（变形）时的应力。

②．上屈服点

试样发生屈服而力首次下降前的最大应力。

③．下屈服点

当不计初始瞬时效应时屈服阶段中的最小应力。

有些钢材(如高碳钢)无明显的屈服现象，通常以发生微量的塑性变形(0.2%)时的应力作为该钢材的屈服强度，称为条件屈服强度（yield strength）。

7，头部坚固性：将产品装入一带有倾斜孔（倾斜角度，如下图）的支座内，用捶击产品头部，对全牙的螺栓或螺钉，只要未发生掉头现象，即使在第一扣螺纹上出现了裂缝，仍应视为符合本试验要求；半牙产品在头部、支撑面与螺杆过渡圆角处，不应产生任何裂缝。GB3098.1且中规定对规格≤M16，并且长度太短而不能进行锲负载试验的螺栓和螺钉执行。

紧固件的材质

钢的种类和在紧固件行业的运用：

⑴钢的分类

钢是含碳量在0.04%-2.3%之间的铁碳合金.按照化学成份分类如下：

①碳素钢：

a.低碳钢（C≦0.25%）

b.中碳钢（ C:0.25% -0.6%）

c.高碳钢（C＞0.6%）

②合金钢：

a.低合金（合金元素总含量≦5%）

b.中合金（合金元素总含量﹥ 5%-10%）

c.高合金（合金元素总含量﹥10%）

按照品质分类：按照钢中硫（S）和磷（P）的含量可分为普通钢、优质钢和高级优质钢。

a.普通钢 ( 含磷量不大于0.045%，含硫量不大于0.055%。)

b.优质钢 （含磷量不大于0.04%，含硫量不大于0.045%。)

C.工具钢： (磷、硫含量不大于0.04%。)

D.高级优质钢（ P≦0.035%,S ≦ 0.030% ）

按照成形方法分类:a.锻钢 b.铸钢 c.热轧钢 d.冷拉钢

按照用途分类：

①建筑及工程用钢

a.普通碳素结构钢；b.低合金结构钢；c.钢筋钢

② 结构钢

a.机械制造用钢：调质结构钢、表面硬化结构钢：渗碳钢、渗氨钢、表面淬火用钢、易切结构钢、冷塑性成形用钢：冷冲压用钢、冷镦用钢

b.弹簧钢

c.轴承钢

③工具钢

a.碳素工具钢；b.合金工具钢；c.高速工具钢

④特殊性能

a.不锈耐酸钢；b.耐热钢；c.电热合金钢; d.耐磨钢；e.低温用钢；f.电工用钢

⑤专业用钢：桥梁用钢、船舶用钢、锅炉用钢、压力容器用钢、农机用钢等

⑵中国钢号表示方法的分类说明

①碳素结构钢

a.由Q+数字+质量等级符号+脱氧方法符号组成。它的钢号冠以“Q”，代表钢材的屈服点，后边的数字表示屈服点数值，单位是Mpa。例如：Q235为235Mpa的碳素结构钢。

b.必要时钢号后面可标出表示质量等级和脱氧方法的符号。质量等级符号分别为A、B、C、D.脱氧方法符合：F表示沸腾钢；b.表示半镇静钢；Z表示镇静钢；TZ表示特殊镇静钢，镇静钢可不标符号，即Z和TZ都可不标。例如Q235-AF表示A级沸腾钢。

C.专门用途的碳素钢，例如桥梁钢、船用钢等，基本上采用碳素结构钢的表示方法，但在钢号最后附加表示用途的字母。

②优质碳素结构钢

a.钢号开头的两位数字表示钢的碳含量，以平均碳含量的万分之几表示，例如平均碳含量为0.45%的钢，钢号为“45”，它不是顺序号，所以不能读成45号钢。

b.锰含量较高的优质碳素结构钢，应将锰元素标出，例如50Mn.

③碳素工具钢

a.钢号冠以“T”，以免与其他钢类相混。

b.钢号的数字表示碳含量，以平均碳含量的千分之几表示。例如“T8”表示平均碳含量为0.8%。

c.锰含量较高者，在钢号最后标出“Mn”，例如： “T8Mn”

d.高级优质碳素工具钢的磷、硫含量，比一般优质碳素工具钢低，在钢号最后加注字母“A”,以示区别，例如“T8MnA”.

④易切削钢

a.钢号冠以“Y”，以区别于优质碳素结构钢。

b.字母“Y”后的数字表示碳含量，以平均碳含量的万分之几表示，例如平均碳含量为0.3%的易切削钢，其钢号为“Y30

c.锰含量较高者，亦在钢号标出“Mn”，例如“Y40Mn”

⑤合金结构钢

a.钢号开头的两位数字表示钢的碳含量，以平均碳含量的万分之几表示，如40Cr.

b.钢中主要合金元素，除个别微合金元素外，一般以百分之几表示。当平均合金含量＜1.5%时，钢号中一般只标出元素符号，而不标明含量，但在特殊情况下易致混淆者，在元素符号后亦可标以数字“1”，例如钢号“12CrMoV”和“12CrMoV”，前者铬含量为0.4-0.6%，后者0.9-1.2%，其余成份全部相同。当合金元素平均含量≧1.5%、 ≧2.5% ≧3.5%......时，在元素符号后面应标明含量，可相应表示为2、3、4…..等。例如18Cr2Ni4WA

⑥弹簧钢：65、70、85、65Mn

⑦滚动轴承钢

a.钢号冠以字母“G”,表示滚动轴承钢类。

b.高碳铬轴承钢钢号的碳含量不标出，铬含量以千分之几表示，例如GCr15.

钢材中材质中的英文字母表示：

A表示是铝（Al）脱氧钢；K表示是硅（Si）脱氧钢；CH表示冷打；F表示细晶粒；B表达加入含合金元素硼。

合金钢：

规定的最大含锰量超过1.65%，或者 规定的最大含硅量超过1.65%，或者

规定的最大含铜量超过1.65%，或者

含铬量低于4.0%，（超过4.0%将列为不锈钢），或钢中含有规定最小含量的铝、硼、钴、钶、钼、镍、钛、钒或锆或任何其它加入钢内达到特殊效果的元素。

碳钢中各类元素对钢性质的影响：

1、碳（C）、提高钢件强度，尤其热处理性能；但随含碳量的增加塑性和韧性下降，会影响到钢件的冷镦性能和焊接性能。

2、锰（Mn）、提高钢件强度，并在一定程度上提高可淬性，即在淬火时增加了淬硬渗入的强度，锰还能改进表面质量，但是太多的锰对延展性和可焊性不利同时会影响电镀时对镀层的控制。

3、镍（Ni）、提高钢件强度，改善低温下的韧性，提高耐大气腐蚀能力，并可保证稳定的热处理效果，减小氢脆的作用。

4、铬（Cr）、提高可淬性，改善耐磨性，提高耐腐蚀能力，并有利于高温下保持强度。

5、钼（Mo）、能帮助控制可淬性，降低钢对回火脆性的敏感性，提高高温下的抗拉强度有很大影响。

6、硼（B）、能提高可淬性，并且有助于使低碳钢对热处理产生预期的反应。 7、矾（V）、细化奥氏体晶粒，改善韧性。 8、硅（Si）、保证钢件强度，适当的含量可以改善钢件塑性和韧性。

含碳量小于0.25%的低碳钢，强度低、塑性、可焊性较好；

含碳量在0.25-0.45%间叫做中碳钢，较高强度、塑性、可焊性较差，若经过热处理，则强度和硬度有显著提高，

含碳量大于0.45%的钢叫高碳钢，塑性和可焊较差，热处理后有很高的强度和硬度。

08、10、15、20、25等号钢含碳量较低，强度小而塑性好。可用于制造各种容器，或用来制造冲压件，焊接结构件及螺钉、螺母、垫圈和需要渗碳的零件。

30、35、40、45、50等号钢含碳量中等，强度较高、韧性和加工性较好，通常要经过淬火，回火等处理，可用来制造轴类、齿轮、丝杆、连杆、套筒等。

55、60、70等号钢含量较高，淬火后有较高弹性，可用于制造弹簧、轧辊和钢丝绳等。

紧固件生产工艺

流程：

盘元 退火 酸洗 抽线 打头 辗牙 热处理 电镀 包装

（一）、盘元：

1、盘元是指自厂商购入原始盘条，一个盘元主要包括以下几个方面的参数：

A、厂牌 B、品名 C、规格 D、材质 E、炉号或批号 F、数量/重量

2、钢中的主要化学成份有：C、Mn、P、S、Si、Cu、Al，其中Al、Cu的含量越低越好

（二）、退火：消除线材加工内应力，增加其可锻造性。

（三）、酸洗： 除去线材表面的一层氧化膜，同时对线材进行表面润滑，以利抽线

（四）、抽线： 为了达到我们需要的线材直径。

（五）、打头（成型）及辗牙：　完成产品外形，并加以牙形的塑造。

（六）、热处理：　改变螺丝的机械性能，达到规定的等级强度要求。

（七）、电镀：　为了满足客户的要求进行的表面处理，同时也可以增加螺丝的某些性能。如防锈、美观等。

（八）、包装：　依标准或客户要求将产品予以装盒/箱。

二、螺纹的加工

1 :车螺纹：其特点是通过车床机构的调整，能方便的车出不同螺距，不同直径， 不同线数和不同牙型的螺纹，适合于单件小批量生产。

2 :攻螺纹和套螺纹 :（1）攻螺纹是用丝锥在工件的光孔内加工出内螺纹的方法 （2）套螺纹是用板牙在工件光轴上加工出螺纹的方法

3 :铣螺纹 磨螺纹 滚压螺纹:（1）铣螺纹：是在专用的螺纹铣床或万能卧式铣床上进行。铣螺纹比车螺纹的加工精度低，Ra值略大，但铣螺纹生产效率高，适用于大批量生产 （2）磨螺纹是在专用的螺纹磨床上进行的，主要是对需要热处理（硬度较高和精度要求高）的螺纹进行精加工。一般需要磨削的螺纹是经过车螺纹和铣螺纹等粗加工或半精加工后进行的。 （3）滚压螺纹是使胚料在滚压工具的压力下产生塑性变形，强制压制出的螺纹，滚压方式有两种： A 搓螺纹：是在搓丝机上进行的，压出来的螺纹精度高，可达5级，Ra值（表面粗糙度）为1.6~0.8 如：市场上卖的螺钉、螺锥等。 B滚螺纹：是在专用的滚压机上进行的，压出的精度可达3级Ra值为0.8~0.2 1 优点：可提高螺纹的抗拉强度，抗剪强度和疲劳强度且生产效率高。 2 缺点：专用设备贵重，对胚料精度要求高，且只能加工内螺纹

小螺纹加工方法