歐美 緊固件表面缺陷標準 分 析 2006年 06月 一、表面缺陷標準： GB5779.1-2000 緊固件表面缺陷 -螺栓、螺釘一般要求 GB5779.2-2000 緊固件表面缺陷 -螺母 GB5779.3-2000 緊固件表面缺陷 -螺栓、螺釘特殊要求 DIN EN 26157-1 緊固件表面缺陷螺栓、螺釘一般要求 DIN EN 493 緊固件表面缺陷 -螺母 DIN EN 26157-3 緊固件表面缺陷 -螺栓、螺釘特殊要求 ASTM F788/F788M-2000 螺栓、螺釘和螺柱表面缺陷 ASTM F7812/F812M-2000 螺母表面缺陷 適用范圍： 1、 GB5779.1-2000 、 DIN EN 26157-1標準 適用于： 一般要求的螺栓、螺釘和螺柱、直徑大于 5、產 品等級 A或 B級、機械性能小于 10.9級 。 2、 GB5779.2-2000、 DIN EN 493標準 適用于：螺母、直徑大于 5至 39、產品等級 A或 B級、所 有的螺母性能等級。 3、 GB5779.3-2000、 DIN EN 26157-3標準 適用于： 有特殊要求（自動化裝配）的螺栓、螺釘和螺柱、 直徑大于 5、產品等級 A或 B級、機械性能是 12.9級，但 8.8、 10.9級要合同說明 。 二、歷史的經驗和現狀： 1、用戶和生產方對表面缺陷的判定爭議最大，最普遍、最激烈。 而且是最不好區(qū)分，而結果往往是在表面缺陷質量上大做文章， 忽視了內在質量 。 2、表面缺陷質量爭議在出囗貿易中是最多的，也是最不能統(tǒng)一、 較難掌握、難判斷的一項技術、質量問題。用戶代表在驗收時 或國外客戶由此提出退貨的質量索賠，是最多的一個項目。 3、國家在 90年代初提出質量缺陷分級的觀念。 致命質量缺陷 A級、 重要質量缺陷 B級、 C級。 4、在緊固件質量上要分清主次， 處理好內在與外在的質量關系。 三、表面缺陷常見主要種類和引起原因： 引起表面缺陷原因：材料、工藝、模具。 a、軸向開裂、發(fā)紋 (有連續(xù)的和不連續(xù)之分 )。 b、螺栓六角頭部和螺母對邊的軸向裂逢，倒角處的開裂。 c、表面黑疤、麻點。 d、螺紋處的磕碰傷（熱處理、電鍍鋅過程、生產過程引起。 e、螺栓掉頭（園弧小、材料塑性、工藝氫脆、淬火開裂）。 f、熱處理淬火開裂（不規(guī)則的）。 四、掌握的尺度和判斷原則： 1、根據產品開裂的程度，分清開裂對產品影響的程度。按 ISO3269標準 區(qū)別是否會造影響使用功能性。如不影響或不會 造成功能性損害則不應提出拒收。 2、分清開裂的性質和程度： 橫向還是縱向、是熱處理裂逢還是材料的表面裂縫，表面 發(fā)紋裂逢不會造成功能性損害，但有時電鍍和熱鍍鋅要擴大 裂縫的程度，但實際上不會造 成傷害。 3、 掌握量與質的關系 。 一般在標準允許極限范圍內的缺陷，應控 AQL4.5之內。 4、按標準規(guī)定的程序進行表面缺陷的檢查和判斷合格與否？ 5、 出囗緊固件不能按表面缺陷標準的極限規(guī)定值統(tǒng)一掌握，要 針對不同的用戶適當區(qū)分，一般在允許極限的范圍內要收緊 50%為妥當。 6、供需雙方的共識： 緊固件生產在保證緊固件產口內在質量的前題下，要努力 提高外觀質量。 使用者要把重點放在內在質量和實際使用功能性指標的要 求上，對外觀質量在不影響使用前題下，掌握的尺度該嚴的 則嚴，該寬的則寬的原則進行 。 四、掌握的尺度和判斷原則： 7、表面缺陷的判定有 3個原則 表面缺陷標準中也強調 “ 任何損傷除非能證明削弱功 能使用性 ” 。 要處理好內在性能的質量和表面缺陷的質 量的關系。 對表面缺陷的判定有 3個原則： 1、淬火裂鏠是不允許的。 2、任何損傷除非能證明削弱功能使用性。 3、先進行非破壞性檢查，后進行破壞性檢查仲載。 五、表面缺陷質量的極限要求 、螺栓表面缺陷 裂縫是一種清晰的沿金屬晶粒邊界或橫穿晶粒的斷裂并可 能含有其它元素的夾雜物。裂縫通常是在鍛造或其它成型工序 或熱處理的過程中，由于金屬受到過高的應力而造成的，也可 能在原材料中存在的裂鏠。當工件被再次加熱時，通常由于氧 化皮的剝落而使裂縫變色。 （一）淬火裂縫（痕） 1、在熱處理過程中，由于過大的熱應力和變形應力，造成淬火裂 痕。裂痕通常沿著物件表面以不規(guī)則的方式隨機產生。典型的 淬火裂痕如下圖所示。 2、允許極限：不允許有任何程度（深度、長度）及位置之裂痕。 （一）淬火裂縫（圖） 淬火裂鏠原因分析： 熱處理淬火后獲得的馬氏體組織比其它組織要大，體積膨 脹，同時由于冷卻時的不均勻性，有內熱應力，從而使工件發(fā) 生變形，當熱處理的內應力大于工件的強度，就要發(fā)生開裂。 1、 淬火時冷卻速度太快 。（淬火溫度、淬火液理想的淬 火介質是在從奧氏體組織轉變時有較強的冷卻速度，而在接近 馬氏體點時冷卻速成又要緩和的冷卻速度。） 2、 淬火后要及時回火 ，如不能及時回火，要采取措施用低溫回 火，消除熱應力過渡一下。（如停電） 3、頭下清角、螺紋滾軋的應力。 4、材料（化學成份和原始晶粒組織原因）。 （二）鍛造裂縫（痕） 1、外觀特征：鍛造或切料毛胚操作中，由于工藝不 當或原材料固有的缺陷而產生。一般位于螺栓的頂 面或周緣。典型的鍛造裂痕如下圖所示。 鍛造裂縫允許極限和原因分析： 2、允許極限：若鍛造裂痕長度不超過 1D且裂痕的 寬度或深度不超過 0.04D，則在螺栓頭部上產生裂痕 是允許的。 引起六角頭頂部的裂鏠是： 1、材料質量引起的。 如材質的方框偏析和疏松。 2、冷鐓工藝的一序成形不合理。 （三）、裂紋或條痕： （ 1）、外觀特征：由于材料中固有的缺陷而造成。加 工時會沿著螺紋、主桿和頭部縱向方向以直線或平滑 曲線斷續(xù)地顯現著。鍛造加工后可能因縫而產生爆裂 情形。比例達 65%以上。 分析冷鐓工藝對材料的要求： 1）、材料表面質量要好。這是冷鐓和熱鐓中最特出的問 題，材料表面的發(fā)紋和微細裂是引起鐓鍛開裂的主要 因素。 這類裂縫是沿軸線方向，幾乎占產品開裂比例 75%以上。 但軸向的裂縫并不影響強度，就是外觀質 量不好，讓用戶擔心而拒收，非?？上?。 2）、冷鐓工藝要求材料硬度要低，塑性要好，便于冷鐓 加工成形 。低碳量鋼含碳量低于 0.20%、抗拉強度 b420N/mm2， 冷作硬化趨勢就小。中碳鋼或低碳、 中碳合金鋼要進行退火處理，退火后的硬度 HRB 88 為最隹。退火過程中要防止脫 碳和氧化皮的生成。 材料表面質量對工藝的影響 冷鐓工藝對材料的要求： 3）、材料中心疏松，方框偏析小。否則容易發(fā)生 螺栓掉頭現象，螺栓搓絲容易引起中心疏松開裂 。 4）、含硅 Si、 Mn低，冷作硬化程度低，所以拉絲 面縮率盡量取下限，避免過高的冷作硬化。 5）、熱鐓工藝要求材料外觀質量要好。加熱溫度 不能有過燒現象，否則生成的氧化皮直接影響到 產品外觀質量。 2、允許極根 （ 1）在螺栓、螺絲及螺柱的主桿上，若縫深 度不超過 0.03D，則縫是允許的。 （ 2）若縫產生在頭部相鄰兩側面之交接處， 而量測其對角尺寸仍在公差下限內，則縫 是允許的。 （四）、爆裂及剪爆裂： 1、外觀特征：爆裂是在金屬內爆開成一條裂痕。在 鍛造過程中，爆裂產生在頭部之邊面或邊角上，剪爆 裂是在金屬內爆開成一條和主軸成 45 角的裂痕。 2、允許極限： （ 1）對六角螺栓、螺絲，若爆裂 /剪爆裂并無由頭邊面延伸至頭 部圓冠斜面處，或延伸至頭底承面，且爆裂 /剪爆裂產生在相鄰 兩頭部邊面之交接處，而量測其對角尺寸仍在公差下限內，且 爆裂 /剪爆裂寬度或深度并無超過 0.06D（或 0.062， 1.6mm ） 取最小者 ,則爆裂 /剪爆裂是允許的。 （ 2）對凸緣和圓頭螺栓、螺絲而言，若二條以下之爆裂 /剪爆裂， 其寬度不超過 0.04DC，且一條爆裂 /剪爆裂，其寬度不超過 0.08DC則爆裂 /剪爆裂是允許的 （五）、空隙和麻坑： 1、外觀特征：原材料內部之空洞或鍛造加工后產生于物件表面 的孔隙稱為空隙?？障兑蛟牧箱P斑或切屑毛頭或模具標記擠 壓后未完全填充而形成，典型的空隙型態(tài)如圖所示。 2、允許極限： （ 1）若空隙深度不超過 0.25mm或 0.010in或 0.02D，且底承面上之總 空隙面積不超過頭底承面面積規(guī)格 下限之 10%，則空隙是允許的。 （ 2）決定承面上空隙面積的方式， 必須由買賣雙方協(xié)議。 （六）、刻痕、擊痕和工具擦傷 1、外觀特征：典型的工具擦傷刻痕或擊痕是因在制造過程、作業(yè)過程或 運送過程中，由于物件和物件間，或物件和制造設備間發(fā)生強力磨擦或 碰撞，因而在螺栓、螺絲、螺柱表面上產生凹痕。 2、允許極限： （ 1）在不損及產品功能下，刻痕 、擊痕、齒痕及刮痕是允許的。 （ 2）位于螺紋最初三扣的凹陷、 擦傷、刻痕和鑿槽不得影響螺紋通 規(guī)通過，其擰入時的力矩不應大于 0.001d3Nm。 （ 3）、 緊固件表面不允許有影響使 用的毛刺、光滑的、無折迭和其 它加工的缺陷 。 可用手可以搓動 （ 不能割破手 ） ， 又不影響裝配 。 （七）、螺紋重疊： 1、外觀特征：由于輾牙加工不當，產生金屬材料重褶現象， 稱為螺紋重疊。 2、允許極限： （ 1）若發(fā)生在自牙根徑量測起等于或小于牙高 20% 位置上的任何深度和長度之重疊是不允許的。 （ 2）因輾牙加工產生在牙根附近之表面缺陷，若不 超過 0.5%螺紋公稱直徑，且缺陷是呈水平方向延伸 至鄰近螺紋而非指向軸心方向顯現的，則重疊是允 許的。 、螺母表面缺陷 （一）淬火裂痕： 1、外觀特征：裂痕是由晶粒橫切或沿晶界， 且會沿著外來雜質處產生明顯裂開紋痕， 裂痕一般是因熱處理或鍛造或其它成型加 工中過應力產生的。物件被施以重新，熱 處理裂痕經常因有銹斑而變色。 2、允許極限：不允許任何程度（深度、長度） 及位置之裂痕。 （二）、裂縫 1、外觀特征：縫經常原先就存在原材上，加工時會沿著螺母 軸向方向以直線或平滑線斷續(xù)地顯現著，鍛造加工后可能性 因縫而產生爆裂情形。典型的縫型態(tài)如圖所示。 2、允許極限： （ 1）若縫產生在表面，且 寬度不超過 0.02D，則縫是 允許的。 （ 2）對直徑徑從 1/4-1-1/2 （含）的六角螺母而言，產 生上述縫時，應測試其保證 荷重，如在標準范圍內，則 縫是允許的。 （三）鍛造裂痕和雜質裂痕： 1、外觀特征：由于鍛造或切斷毛胚操作中，鍛造裂痕在螺母頭 頂面以及邊緣角處產生，雜質裂痕是固件金屬雜質或異物原先 就存在材料中而產生。，典型的鍛造裂痕雜質裂痕型態(tài)如圖所 示。 2、允許極限：若不超過二條自 孔至邊緣的裂痕，無一條裂痕 自孔至第一牙，且裂痕深度不 超過牙高的 0.5倍，裂痕寬度不 超過 0.02D或 0.012IN，則在螺 母的頂面和底面上的鍛造裂痕 和雜質裂痕是允許的。 （四）、空隙和麻坑 1、外觀特征：原材料內部之空洞，或鍛造加工后產生于物件 表面孔隙稱為空隙?？障兑蛟牧箱P斑或切屑毛頭或模具 標記擠壓后未完全填充而形成，典型的空隙型態(tài)如圖所示。 2、允許極限： （ 1）產生于螺母表面的空隙深度不超過 0.01in或 0.02D，且所有空隙總面積不超 過承面積 (最小 )的 10%,則空隙是允許的。 （ 2）決定承面上空隙面積的方式，必須 由買賣雙方協(xié)議。 （五）、工具擦傷 1、外觀特征：在治模具移動間，于螺母表面產生如縱向或 同心圓槽般之淺溝稱之為工具擦傷。典型的工具擦傷型態(tài) 如圖所示。 2、允許極限： （ 1）承面上表面粗糙度 Ra若不超 過 3.2UM，則工具擦傷是允許的。 （ 2）在其它部位所產生之工具擦 傷是允許的。 3）螺紋內孔拉脫是不允許的。 六、 表面缺陷 特性 驗收檢查的程序 檢驗標準： ISO3269、 GB90.1 1、去除表面鍍鋅和熱鍍鋅層。 2、緊固件的表面缺陷分： 非破壞性檢查和破壞性檢查二類。 （用目測檢查裂縫等缺陷是非破壞性檢查。） 3、檢查順序分： 先進行非破壞性檢查 后進行破壞性檢查。 如果非破壞性檢查能確定時，就不用進行破壞性檢 查。 4、表面缺陷的抽樣方案： 非破壞性檢查的值為 0.65， 樣本 n=20、 判定數 C 0 或 n= 50、 判定數 C 1 *有爭議時一般取較大的樣本。 破壞性檢查的值為 1.5， 抽樣方案（ n=3， C 0） 六、 表面缺陷特性驗收檢查的程序 六、 表面缺陷特性驗收檢查的程序 非破壞性檢查允許采用任何方法檢查，如磁粉探傷、放大 10 倍目測等。 破壞性檢查： 螺栓是通過缺陷最大深處取一個垂直部位進行檢查。 破壞性檢查對螺母進行： 1、擴孔試驗。 2、螺母錐形保證載荷試驗。 3、美制螺母錐負荷擴孔試驗。 * 很重要的說明：如表面缺陷各項指標經檢查均符合要求， 還要確定機械性能的檢查必須合格。才能最后判定表面缺陷 合格。 七、緊固件交貨的外觀狀態(tài)： 1、 緊固件外觀質量要求： * 沒有進行熱處理的緊固件應提供本色 。 不允許有浮銹 。 (pln) * 表面不允許有熱處理后形成的氧化皮 。 * 產品表面要上薄油 .。 * 允許熱處理后有發(fā)黑氧化 。 * 不銹鋼表面要光亮本色 。 例： BS916 black bolts 粗制螺栓 不是表面發(fā)黑 。 2、 螺栓表面缺陷按 ISO6157 緊固件表面缺陷 執(zhí)行 。 緊固件表面不允許有影響使用的毛刺 、 光滑的 、 無折迭和其 它加工的缺陷 。 可用手可以搓動 （ 不能割破手 ） ， 又不影響裝配 。 支承面下的毛刺是不允許的 。 螺栓的加工藝中心孔是允許的 。 精制螺栓必須倒角 。