内六角沉头螺钉检测指南

内六角沉头螺钉因其头部可沉入工件表面、连接美观、受力均匀等特点，广泛应用于机械、电子、家具、建筑等领域。为确保其连接可靠性和安全性，出厂前或使用前进行严格的质量检测至关重要。以下是内六角沉头螺钉的全面检测要点：

一、 几何尺寸与形位公差检测

  1. 头部尺寸：

    • 沉头直径 (D)： 使用游标卡尺或投影仪测量头部锥形部分的最大直径，需符合标准公差要求。这是保证头部能正确沉入孔内的关键。
    • 沉头角度 (α)： 通常为 90° ± 1°。使用光学投影仪或专用角度量规精确测量锥面的角度。角度偏差过大会导致头部凸出或陷入过深，影响连接强度和外观。
    • 头部高度 (H)： 测量从头部顶面（除去内六角孔部分）到与螺杆肩部交接平面的高度，需符合标准。高度不足可能降低承载能力。
    • 头部对边宽度 (W)： 外六角工具（扳手）的适用尺寸，需用卡尺测量并符合标准。

  2. 内六角孔尺寸：

    • 对边宽度 (S)： 使用专用塞规（通规、止规）或内六角量棒检测内六角孔的对边尺寸。通规应能顺利拧入孔底，止规在孔口即不能拧入（或最多拧入1.5圈）。这是保证内六角扳手能有效传递扭矩的核心。
    • 孔深 (T)： 使用深度尺测量孔底到头部顶面的距离，需满足标准最小值。孔深不足可能导致扳手打滑或拧紧扭矩不足。

  3. 螺纹尺寸与公差：

    • 大径 (d)： 使用螺纹环规（通规、止规）检测外螺纹大径。通规应能顺利旋合通过，止规旋入量不得超过规定圈数（通常≤3圈）。或用带表卡尺测量多次取平均值。
    • 中径 (d2)： 主要依赖螺纹环规（通规、止规）综合控制。通规控制作用中径最小值（保证可旋合性），止规控制单一中径最大值（保证连接强度）。
    • 小径 (d1)： 通常用光滑极限塞规或卡尺抽检。
    • 螺距 (P)： 使用螺距规或投影仪测量。偏差过大会影响旋合顺畅度。
    • 牙型角 (β)： 通常为60°。使用螺纹牙型角样板或投影仪检测。

  4. 螺杆尺寸：

    • 螺杆长度 (L)： 测量从头部支承面到螺杆末端的距离（不包括头部高度），需符合标准公差。长度偏差影响有效啮合长度。
    • 杆径 (d_s)： 非螺纹部分直径（如有），用卡尺检测是否符合标准。
    • 无螺纹杆部长度 (l)： 部分螺钉有此要求，需测量确认。

  5. 形位公差：

    • 头部支承面平面度： 置于平台上用塞尺检测与平台间的间隙，或用光学平面仪测量。平面度差会导致拧紧时应力集中或连接件变形。
    • 螺纹轴线与头部支承面垂直度： 将螺钉垂直装夹在带V型块的平台上，用百分表测量头部支承面在旋转一周时的跳动量。垂直度不佳会导致螺钉安装歪斜。
    • 内六角孔对头部中心对称度： 在投影仪上将头部轮廓和内六角孔轮廓叠加，检测孔的对称性。偏差过大会导致扳手受力不均。
 

二、 机械性能检测

  1. 硬度测试：

    • 表面硬度: 通常在头部平坦处或螺杆末端无螺纹处，使用维氏硬度计或洛氏硬度计测量。确保表面达到标准要求的硬度，保证内六角孔和螺纹的抗磨损能力。
    • 芯部硬度： 必要时需将螺钉切开，在横截面中心区域测量硬度，以确保螺钉整体的韧性和强度达到要求。

  2. 破坏性试验 (抽样)：

    • 最小抗拉强度 (Rm)： 在拉力试验机上将螺钉拉至断裂，测量最大拉力值并计算抗拉强度，需满足标准要求（如 4.8级 ≥ 400 MPa, 8.8级 ≥ 800 MPa）。
    • 保证载荷试验： 将螺钉拧入专用试验夹具，施加标准规定的保证载荷（通常为屈服强度的90%-95%），并保持规定时间（通常15秒）。卸荷后，螺钉应能用手或专用棒顺利旋出，且螺纹无永久变形（可用通规检查）。
    • 头部坚固性试验 (楔负载试验)： 对于高强度螺钉（≥8.8级），在拉力试验时需在头部下方放置一个规定角度的楔形垫块。螺钉应在螺杆断裂前，头部不应分离或断裂。该试验检验头部与螺杆结合部位的强度。

  3. 扭矩测试 (功能性)：

    • 扭矩-夹紧力关系 (可选)： 在扭矩-夹紧力试验台上测试，记录拧紧扭矩与产生的轴向夹紧力之间的关系曲线，评估紧固效率。
    • 破坏扭矩： 使用扭矩扳手持续增加扭矩直到螺钉破坏（内六角孔圆滑、螺杆扭断等），记录破坏扭矩值，应高于标准规定的最小破坏扭矩。检验内六角孔的抗扭能力。
 

三、 表面处理与外观质量检测

  1. 镀层厚度：

    • 使用磁性测厚仪（磁性基体）或涡流测厚仪（非磁性基体）测量镀层（如镀锌、锌镍合金层）厚度，需符合标准要求（如常规镀锌 ≥ 5 μm）。
    • 对于环保要求（如RoHS），需确认无禁用物质（如六价铬）。

  2. 镀层/涂层附着力：

    • 摩擦抛光试验： 用软布或橡皮在镀层表面用力摩擦，观察是否起皮、剥落。
    • 弯曲试验： 将螺杆弯曲一定角度（如90°），观察弯曲处镀层是否开裂或剥落。
    • 热震试验 (可选)： 将试样加热后迅速冷却，检验镀层抗热冲击能力。

  3. 外观缺陷检查：

    • 目视检查： 在良好光照下（必要时使用放大镜），检查：
      • 表面：裂纹、毛刺、划伤、压痕、凹坑、锈蚀、斑点污渍。
      • 头部：崩边、开裂、变形。
      • 内六角孔：破裂、毛刺、异物堵塞。
      • 螺纹：烂牙、乱扣、碰伤、锈蚀、填充物（处理不当残留）。
      • 螺杆：弯曲、表面缺陷。
    • 盐雾试验 (抽样)： 按标准规定进行中性盐雾试验，评估镀层的防腐性能和耐腐蚀时间（如出现白锈/红锈的时间）。这是检验防锈能力的关键模拟测试。
 

四、 材料与标志检测

  1. 材料确认：

    • 检查材质报告（如钢材牌号），抽样进行光谱分析以确认材料成分符合标准（如8.8级螺钉常用35#、45#钢或其改性钢，需含碳量、合金元素含量达标）。

  2. 性能等级标志：

    • 目视检查头部顶面或侧面是否清晰、正确地压印或镭雕性能等级标记（如“A2-70”，“8.8”）。

  3. 制造商识别标志：

    • 检查是否有制造商识别代号（符号或字母），清晰可辨。
 

五、 内六角驱动适配性检查 (重要专项)

  • 扳手匹配性： 使用标准尺寸的新扳手进行手动旋入旋出测试（可配合简易夹具或手动操作）。
    • 合格扳手应能顺利插入孔底，无明显晃动。
    • 施加适当的扭矩（远低于破坏扭矩）时，扳手与内六角孔壁应啮合良好，无打滑、跳齿现象。
    • 旋出过程应顺畅无卡滞。
  • 目的： 此项检查直接关系到螺钉在装配时的效率和可靠性，是内六角螺钉特有的关键检测项目。
 

检测流程注意事项

  1. 抽样方案： 依据相关标准（如GB/T 2828.1, ISO 2859-1）或内部质量控制要求制定合理的抽样数量、检查水平（IL）和可接受质量限（AQL）。
  2. 检测设备： 所有计量器具（卡尺、千分尺、投影仪、硬度计、拉力机、盐雾箱等）必须定期检定/校准，确保其精度和有效性。
  3. 检测环境： 温度、湿度等环境条件应符合相关检测标准的要求（如硬度测试、拉力测试对环境温湿度有具体要求）。
  4. 人员资质： 检测人员需经过专业培训，熟悉标准、设备操作和判定准则。
  5. 记录与报告： 详细、准确地记录检测数据、使用的设备、环境条件、判定结果。对不合格品进行清晰标识和隔离。出具规范的检验报告。
  6. 标准依据： 整个检测过程应严格遵循适用的国家标准（GB）、行业标准、国际标准（如ISO）或供需双方约定的技术协议。
 

结论

对内六角沉头螺钉进行全面、系统的检测，是保障其连接性能、可靠性和使用寿命的必要手段。检测内容需涵盖几何尺寸、机械性能、表面质量、材料标志以及关键的内六角驱动适配性等多个维度。严格执行科学的检测流程、使用合格的设备并由训练有素的人员操作，是获得准确、可靠检测结果的基础。通过严谨的检测，可以有效筛选出不合格品，确保最终装配使用的螺钉品质符合设计要求和使用安全规范。