自攻螺丝用什么紧固？自攻螺钉和自攻螺栓

自攻螺丝用什么紧固？自攻螺钉和自攻螺栓薄板的硬度和螺钉的硬度需要进行合适的匹配，如果使用不当也会造成螺钉滑牙失效和无法攻丝的问题。自攻钉与薄板配合时，当钢板厚度＜自攻钉牙距，其啮合牙数较少，通常为1颗，承载能力较小，容易造成滑牙，因此拧紧扭矩较小。1.ST金属自攻螺钉金属自攻螺钉通常会与薄板、Plate-Nut、U-nut进行配合。其结构如下图所示，牙型为60°，常见的尺寸有ST2.2-ST9.5，详细尺寸如下图所示，为了保证自攻螺钉强度，螺钉需做热处理，其心部硬度范围为270HV-370HV5（ST3.9及以下尺寸），270HV-370HV5（ST4.3及以上尺寸），硬度可达8.8，10.9级螺栓。因为螺钉表面对耐磨性有较高要求，表面硬度最低要求为450HV0.3。硬化层深度根据螺钉尺寸不同会有一定差异，详见下表。

说到自攻螺钉和自攻螺栓，有老铁可能会认为这不是一样的东西吗？真是这样吗？今天，螺丝君通过本篇文章带各位老铁了解下。

自攻紧固件，目前在各行业应用较广泛，因为被链接件的螺纹是在拧紧过程中产生的，因此，其配合的紧密度、防松性能，较普通紧固件连接具体一定的技术优势，同时，被连接件无需螺纹攻丝工序，可以减低一定的成本。

而自攻紧固件常见种类，有自攻螺钉和自攻螺栓，自攻螺钉又可分为金属自攻螺钉和塑料自攻螺钉。这些自攻紧固件在应用时，有什么区别呢？

一、基本解析

1.ST金属自攻螺钉

金属自攻螺钉通常会与薄板、Plate-Nut、U-nut进行配合。其结构如下图所示，牙型为60°，常见的尺寸有ST2.2-ST9.5，详细尺寸如下图所示，为了保证自攻螺钉强度，螺钉需做热处理，其心部硬度范围为270HV-370HV5（ST3.9及以下尺寸），270HV-370HV5（ST4.3及以上尺寸），硬度可达8.8，10.9级螺栓。

因为螺钉表面对耐磨性有较高要求，表面硬度最低要求为450HV0.3。硬化层深度根据螺钉尺寸不同会有一定差异，详见下表。

自攻钉与薄板配合时，当钢板厚度＜自攻钉牙距，其啮合牙数较少，通常为1颗，承载能力较小，容易造成滑牙，因此拧紧扭矩较小。

薄板的硬度和螺钉的硬度需要进行合适的匹配，如果使用不当也会造成螺钉滑牙失效和无法攻丝的问题。

下表为ST4.2与不同强度、板厚和孔径的最佳匹配关系，只有设计合理匹配参数，拧紧时才不容易出现失效。

自攻螺钉与Plate-Nut、U-nut连接时，其拧紧的啮合长度相比于薄板会提升。

为保证自攻螺钉有效的拧紧，通常多大的工艺扭矩是合格的呢？

工艺扭矩MA可按照下面的公式1进行计算，即能保证螺栓有效拧紧，能有效拧紧到底，也能保证拧紧不会导致滑牙。

（其中MA为工艺扭矩，MS为贴合扭矩，MO为过载扭矩，MB为螺钉测试的拧断扭矩。）

2.TP塑料自攻螺钉

塑料自攻螺钉是常见的拧紧装配方式，相比于其它连接，其连接具备成本低，工序简单，连接可靠等优点。

其在拧紧过程中是先在被连接件不预制螺纹的前提下，在联接时，通过自攻螺钉在预制孔上钻出螺纹孔，再实现拧紧的过程，连接结构如下图所示，自攻螺钉为金属材质，通过热处理硬度可达到10.9级螺栓，一般为320-370HV10，被连接件一般都是塑料件，如PA6-GF材料，PBT-GF材料，POM-GF材料等。

自攻螺钉颜色上主要有两种，黑色和银色，一般采用电镀锌镍作为表面处理，强度一般可达到1000Mpa，所以螺钉成型后务必采用热处理以保证联接强度。

相比于米制螺栓牙型角60°，自攻螺钉因其需要塑料上攻出螺纹且保证联接强度，其牙型角一般为30°，如下图所示。

常用的尺寸有2mm-7mm，即TP2、TP3、TP4、TP5、TP6、TP7等。设螺钉的直径为d，为保证足够联接强度，对手的螺纹孔的深度一般建议在1.7倍d和2.2倍d之间。

为保证自攻螺钉有效的拧紧，通常多大的工艺扭矩时合格的呢？可按照下面的公式2进行计算。

（MA:工艺扭矩，MS: 贴合扭矩MO :过载扭矩，k: 0.3-0.5之间）

3.自攻螺栓

自攻螺栓通常应用在轻金属合金上的拧紧，该类金属的硬度和强度一般较低。和正常螺栓相比，从螺栓截面上角度看，自攻螺栓的形状为三角形，该形状的螺纹在与光孔配合时，可强行在光孔的基体上挤出螺纹，再进行拧紧。

该螺纹在连接时通常为过盈配合，防松性能较好，可节省预制螺纹孔成本。但螺纹的制造成本较高，此外，该类螺纹连接对光孔的波动较敏感，光孔直径大易造成滑牙，直径小易拧不到底。

因此在使用前，可以评估下拧入扭矩，要求数值如下表所示，如尺寸为M6的自攻螺栓，其拧入扭矩ME＜5.6Nm。

除螺纹形貌外，其它性能和普通螺栓基本相同。如自攻螺栓也有10.9级、8.8级。头型也可以有外六角，内梅花，法兰等。

从拧紧曲线上看，因为自攻螺栓在攻螺纹时需消耗扭矩。相比于普通螺纹，其贴合扭矩会更高，这会导致拧紧相同的工艺扭矩，自攻螺栓产生的夹紧力更低。因此，在设计上，自攻螺栓的拧入扭矩通常会更高。

二、自攻螺钉和自攻螺栓的对比

1.形状结构

ST金属自攻螺钉的牙型角度为60°，TP塑料自攻螺钉的牙型角度为30°，其截面均为圆形，强度约为10.9级螺栓强度。

自攻螺栓的牙型角度为60°，截面为三角形，常见的强度为8.8和10.9级，和普通螺栓相比，除了牙型不同外，其它基本一致。

2.应用范围

ST金属自攻螺钉通常应用在薄板、Plate-Nut、U-nut进行配合，拧紧方法为扭矩法，拧紧等级通常为KAT B和KAT C；TP塑料自攻螺钉通常应用在塑料光孔上，拧紧方法为扭矩法，拧紧等级通常为KAT B和KAT C。自攻螺栓通常应用在轻金属的光孔上，拧紧方法有角度和扭矩法，拧紧等级通常为KAT B和KAT A。

3.拧紧工艺扭矩

ST金属自攻螺钉扭矩的设计按照公式1计算；TP塑料自攻螺钉扭矩的设计按照公式2计算；自攻螺栓拧紧扭矩和角度的设计与普通螺栓相同，并充分考虑贴合扭矩对夹紧力的影响。

三、螺丝君经验总结

（1）自攻螺钉和自攻螺栓从结构形状、应用范围和拧紧工艺扭矩都是不一样的产品。各位老铁在应用时应根据使用位置合理的选择。

（2）自攻螺钉和自攻螺栓相同之处为对手件不需要预制螺纹，可通过螺钉和螺栓先攻出螺纹再进行拧紧，拧紧后螺纹间为过盈配合，防松性能高，必要时还可以重复拆卸使用。

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