自攻螺钉，顾名思义，自攻螺钉是一种可以敲出螺钉的螺钉，英文名称为Self Tapping Screw，是一种在金属或非金属材料的预钻孔中攻丝和钻出匹配的内螺纹的螺纹紧固件。
因为它可以敲击适合它的螺纹，所以在紧固时具有很高的抗松能力，并且可以拆卸和重复使用。
在小型螺杆产品中，自攻钉在尺寸、螺纹形式、头部形状和攻丝钻孔等方面都有其他螺钉，产品具有不可替代的特性，由于具有强度高、单件、单体、单边装配等特点，在工程中得到广泛应用。
今天，螺杆君从历史发展历程、种类、应用场景、选材、加工工艺、表面处理、螺丝扭矩等方面介绍自攻产品的知识。
一、自攻钉的发展及应用场景
攻丝，从1914年开始商业化。 它起源于木线。 当时主要用于空调系统风管上的铁皮组合，故又称铁螺丝。
经过百年的发展和变化，属于自攻钉类的紧固件产品在不断增加和改进。
大致可分为4个时期：螺钉成型、螺纹切削、搓丝、自钻。
1.螺纹成型自攻螺钉是由铁螺钉直接发展而来的，螺纹成型自攻螺钉在使用时必须事先钻孔，然后将螺钉拧入孔中，将原来内螺纹位置上的材料挤压到外螺纹中，这种自攻螺钉称为螺纹成型自攻螺钉，只能应用于薄而有延展性的材料， 因此，已经开发了螺纹切割自攻螺钉。
2.螺纹切割自攻螺钉，在螺纹尾端切割一个或多个切割开口，使拧入预钻孔时，螺纹尾部和齿以与螺钉攻丝类似的方式切出匹配的内螺纹。 可用于厚板、硬或脆等不易成型的材料。
3、螺纹轧成自攻螺纹，三角齿为自攻螺钉，螺纹轧成自攻螺钉，螺纹有专门设计的螺纹和底端，可使螺钉在间歇压力下轧成配合内螺纹。 可用于较厚的材料，结合时旋转扭矩更可控，强度更高。
4.钻孔、钻孔、攻丝、拧紧末端自攻螺钉一次操作，节约成本。 使用时，需要做一次渗透试验，以验证是否在规定时间内钻孔和点击螺纹。
除以上四种类型外，还有两种特殊螺纹：
1、一种是高低齿自攻螺钉，双螺纹设计，齿外径较大的高螺纹螺纹角度更尖锐30度，齿外径较小的低螺纹螺纹角度为60度，齿高仅为高螺纹的一半， 这是下面的 NST 线程。这些螺纹特别适用于塑料零件和木材。
2.另一种是所谓的TP齿，为了避免塑件开裂和滑落的风险，在设计中采用了较小的螺纹齿角，适用于热塑性零件。
二、自攻钉螺纹的种类、规格及相关标准
1.ST螺纹。
ST螺纹，这是最常见的自攻螺纹 – 参考GB T5280，其轮廓图如下：
ST自攻钉的规格参照GB T5280，GB T5280中ST螺纹的规格共有14个，但自攻钉的种类应该在企业的紧固件库中控制，最好控制在3种以内，最多不超过5种规格。
汽车工业常用的ST螺纹尺寸规格：ST29、st3.5，st4.2、st4.8 和 ST63。
GB T5280中共有3种螺纹端部形式，最好只使用公司紧固件库中的1种形式。
螺纹规格 ST4自攻螺钉为 8 的螺纹的螺纹示例：自攻螺纹 GBT 5280-ST48。
2. NST线程。
NST螺纹又称高低螺纹，是塑料件用自攻螺纹，参照QC T713标准《塑料（尼龙）用自攻螺纹》，其齿型和结构如下
NST 螺纹尺寸的规格。
NST 线程标记示例：NST4
建议在紧固件库中统一螺纹端部的形式，只选择1个。
3.TP螺纹。
TP螺纹，参考流行的标准VW60362，这种螺纹有很多专利产品，在外径和螺距上有很多差异，但目的是用自攻钉和塑料件解决塑料件的开裂和变形问题。
齿形如下：
常用TP螺纹尺寸的规格。
TP螺纹打标示例：TP5
三、自攻钉线的选择
自攻螺钉是通过拧入连接的板来攻丝，实现紧固功能，板对自攻螺钉的拧紧性能影响很大。 不同板材的化学性质和厚度对自攻钉的拧紧扭矩和紧固性能有不同的影响。
1.ST螺纹用于拧入金属板，金属板预制孔相互匹配，或用同一螺纹拧入钣金冲压螺母，典型的配合螺母是板簧螺母和推入式钢板弹簧螺母。 在GB T5280中，明确写着：“本标准规定螺纹规范为ST1。5~st9.5、自攻螺钉（金属板用螺钉）的螺纹及其端部必须注意“薄”字，并充分考虑所选的螺纹规格、板厚和开口尺寸。
在选择金属板时，应使用低碳钢，重要的是要注意金属板的机械强度和硬度与螺钉的强度和硬度的匹配。 螺杆的表面处理会影响摩擦系数，如果摩擦系数高，金属板强度高，硬度高，就会出现螺杆打滑失效和攻丝不力的现象。 在选择自攻钉与金属板匹配的紧固形式时，必须进行充分的评估和验证，不要以为自攻钉可以拧入任何一种钢板。
应测试下表中的钣金厚度和孔尺寸，以确定合理的拧紧扭矩和可行性。
ST螺纹的钣金厚度和开口尺寸可参考下表：（单位：mm）。
2、NST螺纹是用于拧入塑料件的自攻钉螺纹，塑料件还需要预制孔，推荐的开口尺寸和深度如下表所示：（单位：mm）。
3、为了更好地解决自攻钉与塑件的匹配问题，保证塑件在紧固连接时不易出现开裂、变形等故障，可选用TP螺纹。
根据材料特性和连接件的尺寸和形状，开口的尺寸也不同，可以参考下表，此表中的数据仅供推荐，具体用途必须充分评估和验证。
TP螺纹开孔尺寸参考（单位：mm）。
四、自攻钉材料的选择及生产工艺
ST螺纹和NST螺纹自攻钉性能等级按GB T309085 《紧固件自攻螺钉的机械性能》的要求是用冷镦和渗碳钢制成。 热处理后的螺杆表面硬度为450hv03、芯硬度：螺纹ST39: 270hv~390 hv5;线程 st42: 270hv~390 hv10。
渗碳层与铁芯之间的微观结构不应显示亚共晶铁素体带。 常用的材料牌号有SWRCH18A、SWRCH22A等。
螺纹成型后，采用渗碳工艺，达到相应的力学性能，螺杆渗碳深度应符合GB T30908的规定5个要求。
TP螺纹由于齿角为30°，所以螺纹较细，渗碳硬化会影响螺纹的强度，所以一般采用调质处理，为了达到与ST螺纹相近的强度，需要采用合金钢或低碳含硼钢生产，如SCMB21等，经过调质后才能达到相应的力学性能。
自攻钉的生产工艺与常规紧固件基本相同，材料还需要经过球化退火、拉拔和润滑，然后进行冷墩成型和搓丝制成螺纹。 接下来是热处理。
最后，根据客户要求进行表面处理，如果表面处理有酸洗和电镀工艺，则需要有效的脱氢处理，以降低氢脆的风险。
五、自攻钉的头部形状和扳手形式
1、自攻钉头型多种多样，常用的如下表所示
2、扳手形式是指安装拧紧螺丝时扭转螺丝头的方式，基本方法有外拧和内拧两种。 外扳手的允许扭矩大于内扳手的允许扭矩。
常用的自攻钉的扳手形式如下：
六、自攻钉的拧紧扭矩
根据日本螺钉和螺纹紧固件协会的一份报告《关于自攻螺钉孔尺寸的标准化》，自攻钉的最佳工况应符合失效扭矩与拧紧扭矩3之比，即螺钉拧紧扭矩小于或等于破坏扭矩的三分之一。
gb3098.自攻螺钉的最小破坏力矩在 5 中规定。
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