Teknikbok. Teknisk information om fästelement

Transkript

1 Teknikbok Teknisk information om fästelement

2 Teknik, Arvid Nilsson AB, 2007 Innehållet i Teknik är baserat på många års forskning och utveckling inom fästelement och sammanfogningar. Informationen är kontrollerad och är enligt Arvid Nilsson A/S s uppfattning sanningsenlig och korrekt. Under inga omständigheter kan Arvid Nilsson A/S ställas till svars för direkta, indirekta eller därav efterföljande skador som förmodas uppstått pga fel i Teknik. Innehållet i katalogen får inte återges eller överföras i någon form utan vårt skriftliga medgivande. I de fall skriftligt medgivande ges ska källan ovillkorligen anges. Vi ansvarar ej för tryckfel och vi förbehåller oss rätten att ändra uppgifterna i katalogen utan föregående meddelande.

3 1 Innehåll Innehåll 1 Inledning Bra skruvförband... 9 Vad är ett skruvförband... 9 Konstruktionsråd... 9 Kvalitet Märkning Stålskruv Symboler Identifiering Sexkantsskruv Sexkanthålsskruv Pinnskruv Övriga typer av skruvar Märkning av vänstergänga Alternativ märkning Varumärke (identifikationsmärke) ISO-specificerade stålmuttrar ISO-symboler...13 Identifiering Märkning av vänstergänga Alternativ märkning Varumärke (identifikationsmärke) DIN-specificerade stålmuttrar DIN-symboler...15 Identifiering Märkning av vänstergänga Skruvar och muttrar av rostfritt stål Skruvar Pinnskruvar och övriga fästelement Muttrar Förpackningar och behållare Märkningsexempel Hållfasthet Stålskruv Omfattning och tillämpning Beteckningssystem Material Mekaniska egenskaper Min. Brottkrafter Sträckgräns vid förhöjda temperaturer ISO-Specificerade Stålmuttrar Omfattning och tillämpning Beteckningssystem Muttrar med nominella höjder 0,8 D (effektiv gänglängd 0,6 D) Muttrar med nominella höjder 0,5 D och < 0,8 D (effektiv gänglängd 0,4 D och < 0,6 D) Provkrafter Brottkrafter för muttrar med nominell höjd 0,5 D och < 0,8 D DIN-Specificerade stålmuttrar Omfattning och tillämpning Beteckningssystem Provkrafter... 28

4 2 Innehåll Skruvar och muttrar i rostfritt material Omfattning och tillämpning Beteckningssystem Mekaniska egenskaper Val av material Klämkraft och monteringsmoment Monteringsmoment Beräkning av monteringsmoment Teoretisk bakgrund Förspänningsgrad Beräkningsexempel klämkraft Gängtoleranser, M-gänga Basprofil Toleranssystem Ytbelagda gängor Gängbeteckning Ingreppslängder Rekommenderade toleransklasser Toleranser för ytbelagda gängor Val av gängtoleranskvalitet Korrosionsskydd Vad är korrosion Katoden är ädel, anoden är oädel Fukt och syre När stålet rostar En skruv kan bli anod eller katod Elektrolytens ledningsförmåga Ytbehandling Elförzinkning Elektrolytisk förzinkning (Fe/Zn) Elektrolytisk zink/järn (Fe/ZnFe) Skikttjocklekar Kromatering Livslängd Sealer Vätesprödhet, väteutdrivning Angivelse på ritning Varmförzinkning Fosfatering Var används fosfatering? Dacrolit Delta-tone och Delta-seal Polyseal Var används Polyseal? Förnickling Förtenning Mekanisk metallbeläggning Var används mekanisk metallbeläggning? Internationell standard för krysspår... 55

5 Innehåll 10 Gängpressande skruv, ST-gänga Gängor och skruvändar Material...57 Vridhållfasthet ST-gängad skruv i rostfria material Håldiametrar Torx Torx -Original Längre livslängd Stabilt grepp Tröttar ej montören Lägre På-Platsen-Kostnad (PPK) Torx Plus Borr- och försänkningsdiametrar Skruvar i gängade bottenhål PPK PPK-begreppet PPK-produkter Taptite II Gängpressning Material...71 Sätthärdad Taptite II Taptite II i Coreflex -utförande Gängdiametrar och Hålrekommendationer Montering och hållfasthet Powerlok Användningsområden Mått och rekommenderade moment REMFORM Den unika formen på gängan REMFORM-styrkan Högt sönderdragningsmoment Utvidgningskrafter i godsgängan REMFORM-kvalitet Dimensioner och hålrekommedationer FS-Låsmutter Så fungerar FS låsmutter Användningsområden Fler fördelar Många olika varianter att välja mellan Vårt standardsortiment av FS låsmutter Kerb Konus gänginsatser Ensat gänginsats Produktegenskaper vid metallapplikationer Produktegenskaper vid applikationer i plast och trä Användningsområden Utdragshållfasthet

6 4 Innehåll Konstruktion av formstycke och monteringshål för Ensat Håldiameter Försänkning av monteringshål Borrhålsanvisning för arbetsstycken av metall Borrhålsdiameter Rekommenderad inbyggnad Flankingrepp i metall för Ensat Så monteras Ensat - maskinellt eller för hand Maskinell montering Manuell montering Montering i stål Monteringssverktyg för Ensat i metall Ställa in eller byta gängstift Gängstiftslängd B-Lok självlåsande gänginsats Produktegenskaper Konstruktion av formstycke och monteringshål Montering av B-Lok Mubux-A, gänginsats för inpressning Produktegenskaper Formstyckets och monteringshålets konstruktion Montering av Mubux-A S-Lok gänginsats för värme- eller ultraljudsmontering Formstyckets och monteringshålets konstruktion Montering av S-Lok Anchor nitmutter Användningsområden Produktegenskaper Mini-Anchor, när mått eller vikt måste begränsas Montering av Anchor Insatsgängor enl DIN Fördelar Användningsområde Låsande insatsgänga Clifa pressmutter Användningsområde Produktegenskaper Montering av Clifa Clifa presskruv Användningsområde Produktegenskaper Montering av Clifa presskruv Novafix Twin träskruv Parallella gängor som börjar ända ute i spetsen Extra djupt bitsspår Sätthärdad Förstärkt huvud Två parallella gängor Patenterad sågande och skärande gänga Vaxad yta

7 5 Innehåll 25 ABC SPAX -S, vågtandad träskruv Fördelar Brett sortiment Flera olika huvuden Här använder du SPAX-S Praktiska förpackningar Expanders Brett sortiment Pinnexpander Slagexpander Dorn för slagexpander Nordlock låsbrickor Fördelar med Nordlock Standardsortiment Att tänka på Bulldog tandbrickor Ensidigt tandade Bulldog Tvåsidigt tandade Bulldog Blindnit Brett program Fördelar Tillämpningar Verktyg Blindnitmuttrar Fördelar Användningsområde Standardsortiment Montering av blindnitmutter Varmhållfast pinnskruv och mutter Varmhållfast pinnskruv och mutter enligt DIN Användningsområde DIN-standard Stålval Längdberäkning Skruvval vid standardflänsar enligt DIN Varmhållfast pinnskruv och mutter enligt ASTM Användningsområde ASTM-standard Stålval Längdberäkning Skruvval vid standardflänsar Omräkningsfaktorer Refererade standards Varumärken Alfabetiskt register

8 6 Innehåll

9 7 1 Inledning 1 Inledning Denna tekniska grundinformation är tänkt som stöd för dig som utformar skruvförband, köper eller monterar fästelement. Här finner du uppgifter om de mest vanliga produkterna i vårt program. I det följande behandlar vi de mest förekommande, för detta område, viktiga data. Vi hoppas att informationen ska underlätta ditt arbete när det gäller fästelement, så att du får riktigt utförda och fungerande skruvförband.

10 8 1 Inledning

11 9 2 Bra skruvförband 2 Bra skruvförband 2.1 Vad är ett skruvförband En sammanfogning av två eller flera detaljer med hjälp av en tredje detalj brukar kallas förband. Sådana förband kan åstadkommas på flera sätt. Svetsning, limning, nitning, skruvning är alla exempel på sammanfogningsmetoder med vilka förband kan produceras. Meningen med ett skruvförband är att klämma ihop detaljer på ett sådant sätt att de inte glappar eller glider. Utsätts de klämda detaljerna för yttre krafter måste skruvförbandet klämma så hårt att glidning eller glapp inte kan förekomma om skruvförbandet skall kunna fungera på ett tillfredsställande sätt. Skruvar används i många fall till andra saker än som beskrivits ovan. Ett exempel är en träskruv som fungerar som tavelhängare. Skruven sammanfogar inte några detaljer och utgör i sig därför inte en del av ett skruvförband. Definitionen av ett korrekt skruvförband är viktig eftersom svårförutsägbara resultat kan uppstå om andra funktioner, än själva sammanfogningen, läggs in i ett skruvförband. Ett bra exempel på detta är den vanligast förekommande infästningen av vindrutetorkararmar på bilar, se figur 1. Torkararm Räfflor Figur 1 I detta fall är det tänkt att muttern skall klämma så hårt att räfflorna tränger in i den mjukare torkararmen och på så sätt hindra armen från att snurra på axeln samtidigt som armen i sig hålls kvar på axeln. Denna lösning är känslig för variationer i materialens hårdhet, ytbehandlingarnas tjocklek samt friktionen i gängan och underlaget. Blir inte klämkraften den tänkta i monteringsögonblicket, eller däröver, är det stor risk att räfflorna inte tränger tillräckligt djupt in i torkararmen. Den kan då komma att lossna vid driftsstart t.ex. när torkarbladet frusit fast eller om det av någon annan anledning går onormalt trögt. 2.2 Konstruktionsråd Som vi nämnt i avsnitt 2.1 är det primära syftet med ett skruvförband att sammanfoga detaljer. Valet av de ingående artiklarna i förbandet t.ex. hållfasthetsklass, ytbehandling, skruvdiameter mm, bestämmer vilka möjligheter det finns att nå en viss klämkraft. Klämkraften i sig är emellertid inte det enda att tänka på vid konstruktion av skruvförband eftersom denna endast utgör en del av de egenskaper ett skruvförbands har, se figur 2.

12 10 2 Bra skruvförband Tillförlitlighet mot haveri Klämkraft Tillförlitlighet mot uppglappning Uppglappningsegenskaper Egenskaper uppglappat förband Friktion (kraftutbyte) Hållfasthet (statisk) Dimension Styvhet (moment/vinkel) Monteringsteknik Friktion (mellan glidytor) Sättning Styvhet (kraft/förlängning) Belastningsmiljö Låselement Utmattningshållfasthet som funktion av klämkraft Figur 2 Funktionsegenskaper, skruvförband Förutom funktionsegenskaperna bör även förbandskostnader, monteringsvänlighet, förbandets omgivning och servicebehov beaktas vid konstruktion. Eftersom den genomsnittliga andelen kostnader för fästelementen i ett förband endast är 10% - 15% av förbandskostnaden kan i många fall totalkostnaden konstruktivt påverkas genom t.ex. val av PPK-produkter, se avsnitt 14. Exempel på dyrbara operationer som kan elimineras är bl.a. håltagning, gängning, plockning av brickor mm. För att förbandet skall få rätt klämkraft är det viktigt att det är lättåtkomligt vid monteringen. Ju mer svåråtkomligt förbandet är desto större blir spridningen i monteringsmoment. Ett lättåtkomligt förband brukar ge mellan ± 5% till ± 10% spridning medan ett svåråtkomligt kan ge spridningar i storleksordningen ± 20%. Skruvförbandets tänkta omgivning kan vara korrosiv, eller kanske det skall leda en elektrisk ström. Båda dessa fall kan ställa särskilda krav på ytbehandling och/eller material. Skall skruvförbandet kunna demonteras för exempelvis service av bakomliggande detaljer bör detta givetvis också beaktas redan i konstruktionsstadiet. För vår REMFORM -skruv kan t.ex. antalet återmonteringar i plasten vara avgörande. Vid stora krav på antalet (<10st) återmonteringar kan en gänginsats i mässing eller metall kanske vara att föredra. 2.3 Kvalitet Ett bra skruvförband är, som nämnts ovan, ett resultat av en lång räcka faktorer. Många av dessa kan äventyra den önskade klämkraften. Det faktum att det finns ytterligare faktorer som påverkar klämkraften och som inte är specificerade, t.ex. ytfinheten hos gängor, kan störa även en vältrimmad produktionsprocess. Klämkraften kan dock mätas på olika sätt. Ett exempel är att med ultraljud mäta skruvens förlängning, vilken direkt svarar mot den klämkraft som erhållits. Regelbundna stickprovskontroller eller SPC (statistisk processtyrning) av klämkraften, förutom vanliga momentkontroller, bör därför vara naturligt när bra skruvförband skall produceras.

13 11 3 Märkning 3 Märkning Meningen med ett märkningssystem är att det skall vara möjligt att med blotta ögat kunna avgöra styrkan på en skruv eller mutter. Det är också viktigt att kunna identifiera tillverkaren. Av praktiska skäl kan dock inte alla typer märkas, ej heller om skruven eller muttern är för liten. Märkningkraven för stålskruv finns beskrivna i ISO 898-1:1988, för stålmuttrar i ISO 898-2:1992, ISO 898-6:1988 och DIN 267-4:1983. För skruvar och muttrar i rostfritt stål finns märkningskraven i ISO 3506:1979. Nedan följer ett utdrag ur dessa standarder. Förtydligade exempel finns i avsnitt 3.5 Märkningsexempel. 3.1 Stålskruv Symboler Symboler för märkning framgår av tabell 1. Tabell 1: Märkningssymboler Hållfasthetsklass Beteckning 1) 2) ) Punkten i beteckningen får utelämnas. 2) När martensitiska stål med låg kolhalt (borstål) används för hållfasthetsklasserna 10.9 skall beteckningen 10.9 strykas under: Identifiering Sexkantsskruv Sexkantsskruvar skall märkas med beteckning för hållfasthetsklass. Märkning är obligatorisk för skruvar i alla hållfasthetsklasser. Beteckningen anbringas företrädesvis på skruvhuvudets översida med upphöjda eller nedsänkta siffror eller på huvudets sida med nedsänkta siffror (se figur 3). Märkning krävs för skruvar med nominell diameter d M5 där artikelns form så tillåter, företrädesvis på skruvhuvudet Figur 3 Exempel på märkning av sexkantsskruv Sexkanthålsskruv Sexkanthålsskruv skall märkas med beteckning för hållfasthetsklass. Märkning är obligatorisk för skruvar i hållfasthetsklass 8.8 och högre. Beteckningen anbringas företrädesvis på skruvhuvudets sida med nedsänkta siffror eller på huvudets översida med nedsänkta eller upphöjda siffror (se figur 4). Märkning krävs för sexkanthålsskruv med nominell diameter d M5 där artikelns form så tilllåter, företrädesvis på skruvhuvudet.

14 12 3 Märkning Märkning enligt urtavlesystemet för muttrar som beskrivs i ISO får användas som alternativ metod på små sexkanthålsskruvar Figur 4 Exempel på märkning av sexkanthålsskruv Pinnskruv Pinnskruvar skall märkas med beteckning för hållfasthetsklass. Märkningen är obligatorisk för hållfasthetsklass 8.8 och högre. Beteckningen anbringas på endera skruvänden med nedsänkta siffror (se figur 5). För pinnskruvar med godsände anbringas beteckningen på mutteränden. Märkning krävs för pinnskruvar med nominell diameter M5. Märkning enligt tabell 2 är tillåten som en alternativ metod. Tabell 2: Märkning av pinnskruvar Hållfasthetsklass Symbol 8.8 Figur 5 Exempel på märkning av pinnskruv Övriga typer av skruvar Samma märkningssystem som beskrivits i avsnitt och skall användas i hållfasthetsklasserna 4.6, 5.6, 8.8 och högre för andra typer av skruvar som beskrivits i tilllämpliga internationella standarder eller för speciella artiklar enligt överenskommelse mellan berörda parter.

15 13 3 Märkning Märkning av vänstergänga Vänstergängade skruvar skall märkas med symbolen enligt figur 6, på skruvhuvudets översida eller på skruvänden. Figur 6 Märkning av vänstergänga Märkning krävs för skruvar med nominell gängdiameter d M5. För vänstergängade sexkantsskruvar tillåts alternativ märkning enligt figur 7. 1) s = nyckelvidden 2) k = sexkantshuvudets höjd ø>s 1) k 2) Figur 7 Alternativ märkning av vänstergänga k Alternativ märkning Valet av alternativ eller valfri märkning enligt avsnitt till överlåts till tillverkaren Varumärke (identifikationsmärke) Tillverkarens varumärke (identifikationsmärke) är obligatoriskt för alla artiklar som är märkta med hållfasthetsklass. 3.2 ISO-specificerade stålmuttrar ISO-symboler Märkningssymboler för muttrar skall vara enligt tabell 3 och tabell 4. Tabell 3: Märkningssymboler för muttrar med mutterhöjd 0,8 D Hållfasthetsklass 4 och Alternativ märkning Antingen beteckningssymbol Ingen Märkning eller klocksymbol Ingen märkning Tabell 4: Märkningssymboler för muttrar med mutterhöjd 0,5 D < 0,8 D Hållfasthetsklass Märkning Ingen märkning 05

16 14 3 Märkning Identifiering Muttrar med gängdiametrar M5 och hållfasthetsklass 8 och högre samt hållfasthetsklass 05 skall märkas enligt beteckningssystemet beskrivet i avsnitt 4.2.2, genom nedsänkning på en sidoyta eller genom upphöjning på fasen. Se figur 3 och figur 9. Upphöjd märkning får inte placeras på mutterns anliggningsplan. 8 Figur 8 Exempel på märkning med beteckningssymbol 8 Figur 9 Exempel på märkning med klocksymbol Märkning av vänstergänga Vänstergängade muttrar skall ges en nedsänkt märkning på en av anliggningsytorna enligt figur 10. Figur 10 Märkning av vänstergänga Märkning krävs för vänstergängade muttrar med gängdiametrar M6. Alternativ märkning av vänstergänga enligt figur 11 är tillåten. 1) s = nyckelvidden ø>s 1) Alternativ märkning Alternativ märkning enligt till skall överlåtas till tillverkaren. = = Figur 11 Alternativ märkning av vänstergänga

17 15 3 Märkning Varumärke (identifikationsmärke) Tillverkarens varumärke (identifikationsmärke) är obligatoriskt för alla artiklar där det finns obligatoriska märkningskrav för hållfasthetsklass, under förutsättning att detta är tekniskt möjligt. Förpackningar måste dock alltid vara märkta. 3.3 DIN-specificerade stålmuttrar DIN-symboler Tabell 5: Märkningssymboler för DIN-muttrar Hållfasthetsklass 4 1) Beteckningssymbol ) Endast över M Identifiering Muttrar med gängdiametrar M5 och hållfasthetsklass 8 och högre skall märkas enligt beteckningssystemet beskrivet i avsnitt 3.3.1, genom nedsänkning på en sidoyta. Se figur 12. Upphöjd märkning får inte placeras på mutterns anliggningsplan. 8 Figur 12 Exempel på märkning med beteckningssymbol Märkning av vänstergänga DIN-kraven överenstämmer med ISO, se avsnitt Skruvar och muttrar av rostfritt stål För märkning av vänstergängade fästelement, se avsnitt och Skruvar Alla sexkantsskruvar och sexkanthålsskruvar med nominell diameter d M5 skall tydligt märkas i överensstämmelse med beteckningssystemet enligt avsnitt 4.4. Denna märkning kan anbringas på andra typer av skruvar där så är tekniskt möjligt och då endast på huvudet. Märkningen skall omfatta stålsort och hållfasthetsklass samt tillverkarens beteckning (se figur 13). Ytterligare märkning kan anbringas efter tillverkarens val eller på begäran av förbrukaren. Sådan tilläggsmärkning skall ej kunna förväxlas med någon annan standardiserad märkning eller identifiering. Tillverkare XYZ A2-70 XYZ A2-70 Alternativ märkning för insexskruv XYZ Stålsort Hållfasthetsklass A2-70 Figur 13 Märkning av rostfria skruvar Exempel

18 16 3 Märkning Pinnskruvar och övriga fästelement Märkning av pinnskruvar och andra fästelement skall göras efter överenskommelse mellan köpare och säljare Muttrar Muttrar med nominell diameter d M5, se figur 14, skall märkas med stålsort och hållfasthetsklass, om så krävs. Och med tillverkares beteckning när så är tekniskt möjligt. Märkning på mutterns ena ändplan är tillåten och skall utföras med nedsänkta tecken endast när muttrarnas ena ändplan utgör anliggningsyta. Alternativ märkning på muttrarnas sida är tillåten. Märkning med hållfasthetsklass krävs om muttrarna inte uppfyller kraven på provbelastning för den högsta hållfasthetsklassen inom stålsorten. XYZ A2-50 XYZ C3 ø>s 1) Alternativ märkning med spår, endast för stålsorter A2 och A4 Hållfasthetsklass endast för muttrar med lägre hållfasthet A2 A4 Figur 14 Märkning av muttrar exempel på alternativa märkningar Förpackningar och behållare Fullständig beteckning är obligatorisk på alla förpackningar eller behållare oavsett storlek. 3.5 Märkningsexempel Tabell 6: Skruv Mutter Märkning Innebörd Märkning Innebörd DOKKA M 8.8 Tillverkarbeteckning. Inregistrerat varumärke. Första siffran anger en hundradel av skruvens nom. brottgräns i N/mm 2. I detta fall 800N/mm 2. Andra siffran anger förhållandet mellan skruvens sträck- och brottgräns i tiondelar. I detta fall 0,8 (80%) av 800N/mm 2 =640N/mm 2. Gängsystem. Icke obligatorisk uppgift. I detta fall M-gänga. D 8 Tillverkarbeteckning t.ex. DOKKA FASTENERS Första siffran anger en hundradel av brottgränsen för den skruv som muttern kan användas till utan att gå sönder. I detta fall 800N/mm 2 DOKKA U N C 4.6 Tillverkarbeteckning t.ex. DOKKA FASTENERS Brottgräns = 400 N/mm 2 Sträckgräns = 60% av 400 N/mm 2 = 240 N/mm 2 Unified - grovgänga

19 17 3 Märkning På UNC- och UNF-gängad skruv används även SAE-märkning där tre streck innebär SAE- Grade 5, vilket motsvarar ungefär 8.8 och fem streck innebär SAE-Grade 8, vilket motsvarar ungefär för Denna typ av märkning visas i figur 16 och figur 17. Tabell 7: Märkningsexempel, sexkantsskruv Sexkantsskruv DOKKA 4.6 DOKKA 4.6 DOKKA 8.8 DOKKA 8.8 DOKKA 8.8 DOKKA 10.9 DOK KA DOK KA M U N C M U N C U N F M U N C U N F Figur 15 Hållf.klass 4.6 Figur 16 Hållf.klass 8.8 Figur 17 Hållf.klass 10.9 Tabell 8: Märkningsexempel, tilläggsmarkering Sexkantsskruv, borlegerat stål DOKKA 10.9 M Figur 18 Streck under hållfasthetsbeteckningen Tabell 9: Märkningsexempel, sexkantshålskruv Sexkanthålsskruv DOKKA 8.8 M DOKKA 8.8 UNC Figur , M-gänga Figur , UNC-gänga DOKKA 12.9 M Figur , M-gänga Figur , UNC-gänga Tabell 10: Märkningsexempel, sexkantsmutter Sexkantsmutter D D D M-gänga, ISO och DIN UNC- och UNF-gänga Kallformad UNC- och UNFgänga Varmsmidd M-gänga UNC- och UNFgänga Kallformad Figur 23 Hållf.klass 8 + SAE Grade 5 Figur 24 Hållf.klass 10 + SAE Grade 8

20 18 3 Märkning

21 19 4 Hållfasthet 4 Hållfasthet 4.1 Stålskruv Utdrag ur ISO 898-1: Omfattning och tillämpning Denna del av ISO 898-1:1999 anger mekaniska egenskaper för skruvar och pinnskruvar av kolstål och legerat stål i omgivningstemperaturer mellan 10 C till 35 C. Produkter som uppfyller kraven i denna del av ISO 898 utvärderas endast i angivet område för omgivningstemperatur och innehåller kanske inte de angivna mekaniska och fysikaliska egenskaperna vid högre eller lägre temperaturer. Uppmärksamhet riktas mot annex A som ger exempel på undre sträckgräns och förlängningsgräns R p0,2, vid förhöjda temperaturer. Vid temperaturer lägre än området för omgivningstemperaturen kan betydande förändringar av egenskaperna särskilt slagseghet inträffa. När fästelement skall användas över eller under området för omgivningstemperaturen är det användarens ansvar att se till att de mekaniska och fysikaliska egenskaperna är lämpliga för dennes specifika arbetsförhållanden. Vissa fästelement kan inte uppfylla kraven på drag- eller vridhållfasthet enligt denna del av ISO 898 beroende på huvudets geometri som minskar skjuvarean i huvudet jämfört med spänningsarean hos gängan, såsom för sänkhuvud och cylinderhuvud. Denna del av ISO 898 gäller för skruvar och pinnskruvar. - med grovgänga M1,6 till och med M39, och fingänga M8 x 1 till och med M39 x 3 - med triangulär ISO-gänga enligt ISO med diameter/stigningskombinationer enligt ISO 261 och ISO med gängtoleranser enligt ISO och ISO tillverkade av kolstål eller legerat stål Den gäller ej för stoppskruvar och liknande gängade fästelement som inte utsätts för dragspänningar (se ISO 898-5). Den anger ej krav på sådana egenskaper som - svetsbarhet - korrosionsbeständighet - förmåga att motstå temperaturer över 300 C (+250 C för 10.9) eller under -50 C; - motstånd mot skjuvspänning - utmattningsmotstånd. ANM. - Beteckningssystemet enligt denna del av ISO 898 får även användas för storlekar utanför de gränser som anges i detta avsnitt (t.ex. d > 39 mm), under förutsättning att alla mekaniska egenskaper för de olika hållfasthetsklasserna innehålls.

22 20 4 Hållfasthet Beteckningssystem Beteckningssystemet för skruvar och pinnskruvar framgår av tabell 11. Abskissan (X-axeln) ger värden för nominell brottgräns, R m, i N/mm 2, medan ordinatan (Y-axeln) ger värden för minimum brottförlängning, A min, uttryckt i procent. Symbolen för hållfasthetsklassen består av två siffror: - den första anger 1/100 av den nominella brottgränsen i Newton per kvadratmillimeter (se R m i tabell 13) - den andra anger 10 gånger förhållandet mellan undre sträckgräns R el (eller förlängningsgräns R p0,2 ) och nominell brottgräns R m (sträckgränsförhållande) Multiplicering av dessa två siffror ger 1/10 av sträckgränsen i Newton per kvadratmillimeter. Undre sträckgränsen R el (eller förlängningen R p0,2 ) och minimum brottgräns R m är lika eller större än de nominella värdena (se tabell 13) Tabell 11: Koordinatsystem Nominell brottsgräns, R m N/mm Min. brottförlängning, A min % Förhållande mellan sträckgräns och brottgräns Beteckningens andra siffra Undre sträckgräns R el eller förlängningsgräns R p0,2 Nominell brottsgräns, R m x ) Gäller endast t.o.m. M16 gängdiameter ANM. Trots att ett stort antal hållfasthetsklasser är specificerade i denna del av ISO 898 betyder det inte att alla klasser är lämpliga för alla produkter. Ytterligare upplysningar beträffande tillämpning av de specifika hållfasthetsklasserna ges i respektive produktstandarder. För ej standardiserade produkter rekommenderas att följa det val som redan gjorts för liknande standardiserade produkter.

23 21 4 Hållfasthet Material Tabell 12 specificerar stål för de olika hållfasthetsklasserna för skruvar och pinnskruvar. Minimum anlöpningstemperatur enligt tabell 12 är tvingande för hållfasthetsklasserna 8.8 t.o.m Den kemiska sammansättningen är tvingande endast för skruvar som ej dragprovas. Hållfast hetsklass Material och värmebehandling Tabell 12: Stål Gränser för kemisk sammansättning C P S B 1 Anlöpningstemperatur min min max max max max 3.6 2) - 0,2 0,05 0,06 0, ) - 0,55 0,05 0,06 0, ) Kolstål - 0,55 0,05 0, ,15 0,55 0,05 0,06 0, ) - 0,55 0,05 0, ) - 0,55 0,05 0, ) Kolstål med tillsatser (t.ex. bor, Mn eller Cr), härdat och anlöpt 0,15 4) 0,4 0,035 0,035 0, Kolstål härdat och anlöpt 0,25 0,55 0,035 0, Kolstål med tillsatser (t.ex. bor, Mn eller Cr), härdat och anlöpt 0,15 4) 0,35 0,035 0,035 0, Kolstål härdat och anlöpt 0,25 0,55 0,035 0, ) Kolstål med tillsatser (t.ex. bor, Mn eller Cr), härdat och anlöpt 0,15 0,35 0,035 0,035 0, ) Kolstål härdat och anlöpt 0,25 0,55 0,035 0,035 0, Kolstål med tillsatser (t.ex. bor, Mn eller Cr), härdat och anlöpt 0,2 4) 0,55 0,035 0, Legerat stål härdat och anlöpt 7) 0,2 0,55 0,035 0, ) 8) 9) Legerat stål härdat och anlöpt 7) 0,28 0,5 0,035 0,035 0, ) Borinnehållet får uppgå till 0,005% förutsatt att det icke effektiva boret kontrolleras genom tillskott av titan och/eller aluminium. 2) Automatstål tillåts för dessa hållfasthetsklasser med följande maximihalter av svavel 0,34%, fosfor 0,11% och bly 0,35%. 3) För nominella diametrar över M20 kan det vara nödvändigt att använda stål föreskrivna för hållfasthetsklass 10.9 för att uppnå tillräcklig härdbarhet. 4) För enkla kolstål med bortillsats med en kolhalt under 0,25% (chargeanalys) skall minsta manganhalten vara 0,6% för hållfasthetsklass 8.8 och 0,7% för 9.8, 10.9 och ) Produkter skall ytterligare märkas genom att symbolen för hållfasthetsklass stryks under (se avsnitt 9). Alla egenskaper för 10.9 som anges i tabell 3 skall uppfyllas av 10.9, men dess lägre anlöpningstemperatur ger den andra egenskaper beträffande spänningsrelaxation vid förhöjda temperaturer (se bilaga A). 6) För materialen i dessa hållfasthetsklasser, är det tänkt att de bör ha tillräcklig härdbarhet för att säkerställa att strukturen i kärnan hos den gängade delen av fästelementet till omkring 90% består av martensit i härdat tillstånd före anlöpning. 7) Detta legerade stål skall åtminstone innehålla följande minimimängd av ett av följande grundämnen: krom 0,30%, nickel 0,30%, molybden 0,20%, vanadin 0,10%. Där grundämnena anges som en kombination av två, tre eller fyra och har ett legeringsinnehåll lägre än de som anges ovan, är det gränsvärde som skall tillämpas för klassbestämning, 70% av summan av de individuella gränsvärden som anges ovan för de två, tre eller fyra grundämnen som berörs. 8) Ett vitt fosfatberikat ytskikt som kan upptäckas vid metallografisk undersökning tillåts inte på ytor utsatta för dragspänningar hos hållfasthetsklass ) Den kemiska sammansättningen och anlöpningstemperaturen är under utredning.

24 4 Hållfasthet Mekaniska egenskaper Vid provning ISO 898-1:1988 skall skruvarna vid rumstemperatur uppfylla hållfasthetskraven enligt tabell 13. Tabell 13: Hållfasthetskrav för skruvar och pinnskruvar Hållfasthetskrav ) 9.8 2) d 16 d>16 Brottgräns, nom Rm 4) 5), N/mm 2 min Vickershårdhet, HV, F 98 N min max 220 6) ,94 0,94 0,91 0,93 0,9 0,92 Brinellhårdhet, min HB, F = 30D 2 max 209 6) Rockwellhårdhet, HR min HRB min HRC max HRB 95,0 6) 99,5 max HRC Ythårdhet, HV 0,3 max 7) Undre sträckgräns 8) nom R el, N/mm 2 min Förlängningsgräns 9) nom 720 R p0,2, N/mm 2 min Spänning vid 0,91 0,91 0,9 0,88 0,88 provbelastning, S p N/mm Brottförlängning, A min Spänning vid sneddragning 5) Värdena för fullgrova skruvar (ej pinnskruvar) ska inte vara mindre än min-värdena för brottgräns enligt ovan. Slagseghet, J min Snedslagning av huvud Inget brott Min. Höjd på ej avkolad zon på gängan, E 1/2H 1 2/3H 1 3/4H 1 Max. Djup av fullständig avkolning, G, mm 0,015 1) För skruvar i hållfasthetsklass 8.8 med diameter d 16 mm finns en ökad risk för att gängan i muttern skjuvas av i händelse av oavsiktlig överförspänning som ger en kraft större än provkraften. Hänvisning till ISO rekommenderas. 2) Gäller endast för nominella gängdiametrar d 16 mm. 3) För stålbyggnadsskruv är gränsen 12 mm. 4) Minsta dragbrottgräns gäller för produkter med nominell längd l 2,5d. Minsta hårdhet gäller för produkter med längd l < 2,5d och övriga produkter som inte kan dragprovas (t.ex. beroende på huvudform). 5) Vid provning av färdiga skruvar och pinnskruvar skall de dragbrottskrafter som skall användas för uträkning av R m uppfylla de värden som anges i tabell 6 och 8. 6) Det avlästa värdet vid en hårdhetsmätning gjord på änden av en skruv eller pinnskruv får maximalt vara 250 HV, 238 HB eller 99,5 HRB. 7) Ythårdheten får inte vara mer än 30 Vickersenheter högre än den uppmätta kärnhårdheten på produkten när både yt- och kärnhårdhet bestäms med HV 0,3. För hållfasthetsklass 10.9 godtas ingen hårdhetsökning vid ytan som indikerar att ythårdheten överskrider 390 HV. 8) Om undre sträckgränsen R el ej kan bestämmas är det tillåtet att mäta förlängningsgränsen R p02. För hållfasthetsklasserna 4.8, 5.8 och 6.8 ges värdena R el endast för uträkning. De är inte provningsvärden. 9) Sträckgränsförhållandet enligt beteckningssystemet för hållfasthetsklass och minsta förlängningsgränsen R p02 gäller för svarvade provstavar. Om dessa värden har erhållits med färdiga skruvar kan de avvika beroende på tillverkninngmetod och inflytande från storlek Min. Brottkrafter Tabell 14: Min brottkrafter, Metrisk ISO gänga med grov stigning Gänga 1) (d) Nom. Spänningsarea mm 2 Hållfasthetsklass Min. Brottkraft (A s x R m ), N M3 5, M3,5 6, M4 8, M5 14, M6 20, M7 28, M8 36, M M12 84, ) M ) M ) M M M M M M M M M ) När ingen annan gängstigning anges i gängbeteckningen avses grov stigning. Detta anges i ISO 261 och ISO ) För stålbyggnadsskruv gäller värdena , respektive N

25 23 4 Hållfasthet Gänga Nom. Spänningsarea mm 2 Tabell 15: Min brottkrafter, Metrisk ISO gänga med fin stigning Hållfasthetsklass Min. Brottkraft (A s x R m ), N M8 x 1 39, M10 x 1 64, M10 x 1,25 61, M12 x 1,25 92, M12 x 1,5 88, M14 x 1, M16 x 1, M18 x 1, M20 x 1, M22 x 1, M24 x M27 x M30 x M33 x M36 x M39 x Sträckgräns vid förhöjda temperaturer De mekaniska egenskaperna på skruv varierar på en mängd olika sätt när temperaturen ökar. Tabell 16, som endast är en orientering, ger en ungefärlig bild av reduktionen i sträckgränsen, eller förlängningsgränsen, som kan upplevas vid olika förhöjda temperaturer. Dessa data kan, och skall, därför ej användas som krav Hållfasthetsklass Tabell 16: Undre sträckgräns eller förlängningsgräns vid förhöjda temperaturer Temperatur C Kontinuerlig användning av dessa hållfasthetsklasser i förhöjda temperaturer kan resultera i betydande förluster i klämkraft. 100 timmar i 300 C resulterar typiskt i klämkraftsförluster som överstiger 25% av den initiala klämkraften beroende på reduktionen i sträckgräns. 4.2 ISO-Specificerade Stålmuttrar Utdrag ur ISO 898-2:1992 och ISO 898-6:1994. Undre sträckgräns, R el eller förlängningsgräns R p0,2 N/mm Omfattning och tillämpning ISO 898-2:1992 och ISO 898-6:1994 specificerar hållfasthetsegenskaper för muttrar med specificerade provkrafter vid provning i rumstemperatur (se ISO 1). Egenskaperna är olika vid högre respektive lägre temperatur. Standarderna gäller för muttrar; - med nominell diametrar, d, (fingänga från M8) upp till och med M39; - med triangulär ISO gänga och med diameter och stigning enligt ISO 68 och ISO 262; - med diameter/delningskombinationer enligt ISO med gängtolerans 6H enligt ISO och 965-2; - med specificerade mekaniska krav; - med nyckelvidder enligt ISO 272 eller motsvarande; - med nominella höjder 0,5 D; - tillverkade av kolstål eller legerat stål.

26 24 4 Hållfasthet Den gäller inte för muttrar med särskilda egenskaper såsom: - låsegenskaper (se ISO 2320); - svetsbarhet; - korrosionsbeständighet (se ISO 3506); - förmåga att motstå temperaturer över +300 C eller under -50 C. ANM - Muttrar tillverkade av automatstål får ej användas över +250 C. - För speciella produkter, som t ex höghållfasta muttrar för stålbyggnadsändamål och muttrar med överdimensionerade gängor för användning tillsammans med varmförzinkade skruvar, framgår lämpliga värden av respektive produktstandarder. - För skruvförband med större gängtoleranser an 6H/6g ökar risken för gängskjuvning; se också tabell Vid gängtoleranser andra eller större än 6H måste den ökade risken för gängskjuvning uppmärksammas (se tabell 17). Tabell 17: Reducering av gänghållfasthet Gänga Provkraft, % Gängtoleranser över t o m 6H 7H 6G M2, ,5 M2,5 M ,5 97 M7 M ,5 M16 M , Beteckningssystem Muttrar med nominella höjder 0,8 D (effektiv gänglängd 0,6 D) Muttrar med nominell höjd 0,8 D (effektiv gänglängd 0,6 D) betecknas med en siffra som indikerar den högsta hållfasthetsklassen för de skruvar med vilka de kan paras. Fästelement kan brista genom överförspänning. Denna bristning kan uppträda som brott i skruvstammen eller avskjuvning av gängorna i muttern eller på skruven. Brott i stammen sker plötsligt och är därför lätt att uppmärksamma. Avskjuvning av gängor sker gradvis och är därför svårare att upptäcka. Detta medför en risk för att delvis skadade fästelement blir kvar i skruvförbandet. Det är därför önskvärt att skruvförband konstrueras så att brott alltid uppstår i skruvstammen, men tyvärr beror hållfastheten mot avskjuvning av gängor på så många faktorer (hållfasthet hos mutter- och skruvmaterial, spel mellan gängor, nyckelviddsmått etc) att muttrarna skulle tvingas bli orimligt höga för att garantera ett sådant brott vid alla tillfällen. En skruv med gänga M5 (M8 för fingänga) t o m M39 i en viss hållfasthetsklass monterad ihop med en mutter i motsvarande hållfasthetsklass (se tabell 18 för grovgänga och tabell 19 för fingänga) är tänkt att utgöra ett förband som kan förspännas till skruvens provkraft utan risk för avskjuvning av gängor. Skulle emellertid förspänningen ske till ett värde över provkraften, är avsikten att muttrarna skall vara så utformade att 10% av de för högt förspända förbanden brister genom brott i skruven för att varna användaren att den använda monteringsmetodiken är olämplig. ANM - För mer detaljerad information om påkänningar i skruvförband, se bilaga A i ISO 898-2:1992

27 25 4 Hållfasthet Tabell 18: Beteckningssystem för muttrar med nominell höjd 0,8 D och grovgänga Mutterns Mutter hållfasthetsklass Motgående skruv Typ 1 1) Typ 2 1 ) Hållfasthetsklass Nominell diameter Nominell diameter 4 3.6; 4.6; 4.8 d > 16 d > ; 4.6; 4.8 d 16 d ; 5.8 d d 39 d d 39 d 39 d > 16 d d 16 - d d 39 d d 39 d 16 d 39 ANM - Allmänt gäller att muttrar i högre hållfasthetsklass kan ersätta muttrar i lägre hållfasthetsklass. Detta rekommenderas för skruv-mutterförband som kommer att belastas högre än sträckgränsen eller provspänningen. Tabell 19: Beteckningssystem för muttrar med nominell höjd 0,8 D och ISO metrisk fingänga Mutterns Mutter hållfasthetsklass Motgående skruv Typ 1 1) Typ 2 1 ) Hållfasthetsklass Nominell diameter Nominell diameter d 39 d d 39 d 39 d d 39 d 16 d d 16 - d 16 1) Våra ISO-muttrar är f.n. endast av typ 1 (ISO 4032) Muttrar med nominella höjder 0,5 D och < 0,8 D (effektiv gänglängd 0,4 D och < 0,6 D) Muttrar med nominella höjder 0,5 D och < 0,8 D (effektiv gänglängd 0,4 D och < 0,6 D) betecknas med en kombination av två siffror; den andra siffran anger nominell spänning vid provbelastning med en härdad dorn; medan den första siffran anger att belastbarheten i ett skruvförband är lägre i jämförelse med belastbarheten med en härdad dorn samt även i jämförelse med ett skruvförband såsom beskrivet i avsnitt , se tabell 18. Den effektiva belastbarheten bestäms inte enbart av hårdheten och den effektiva gänglängden, utan även av brottgränsen på den skruv med vilken muttrarna monteras. Beteckningssystem och spänningar vid provbelastning av muttrarna framgår av tabell 20. Provkraftvärden framgår av tabell 21. Tabell 23 ger en vägledning för minsta förväntade brottkraft vid avskjuvning av gängan när dessa muttrar monteras med skruvar i olika hållfasthetsklasser. Tabell 20: Beteckningssystem och spänningar vid provbelastning av muttrar med nominell höjd 0,5 D och < 0,8 D Mutterns hållfasthetsklass Nominell spänning vid provbelastning N/mm 2 Aktuell spänning vid provbelastning N/mm

28 26 4 Hållfasthet Provkrafter Provkrafter för grovgänga är specificerade i tabell 21 och för metrisk ISO gänga med fin stigning tabell 22. Tabell 21: Provkrafter, grovgänga Gänga 1) Nom. Spänningsarea mm 2 Hållfasthetsklass Provkraft (A s x S p ), N Typ 1 1) Typ 1 1) Typ 1 1) Typ 1 1) Typ 2 1) Typ 2 1) Typ 1 1) Typ 1 1) Typ 2 1) M3 5, M3,5 6, M4 8, M5 14, M6 20, M7 28, M8 36, M M12 84, M M M M M M M M M M M Gänga 1) Tabell 22: Provkrafter, metrisk ISO gänga med fin stigning Nom. Spänningsarea mm 2 Hållfasthetsklass Provkraft (As x Sp ), N Typ 1 1) Typ 1 1) Typ2 1) Typ 1 1) Typ 2 1) Typ 2 1) M8 x 1 39, M10 x 1 64, M10 x 1,25 61, M12 x 1,25 92, M12 x 1,5 88, M14 x 1, M16 x 1, M18 x 1, M18 x M20 x 1, M20 x M22 x 1, M22 x M24 x M27 x M30 x M33 x M36 x M39 x ) Våra ISO-muttrar är f.n. endast av typ 1 (ISO 4032).

29 27 4 Hållfasthet Brottkrafter för muttrar med nominell höjd 0,5 D och < 0,8 D De värden på brottkrafter som, för vägledning, anges i tabell 23, gäller skruvar i olika hållfasthetsklasser. Avskjuvning av skruvens gänga är den troliga orsaken till brott för skruvar i lägre hållfasthetsklasser, medan avskjuvning av mutterns gängor kan förväntas i kombination med skruvar i högre hållfasthetsklasser. Mutterns hållfasthetsklass Tabell 23: Min spänning i skruven vid gängskjuvning Mutterns spänning vid provbelastning N/mm 2 Min spänning i skruven vid gängskjuvning N/mm 2 för skruvar i hållfasthetsklass DIN-Specificerade stålmuttrar Utdrag ur DIN 267-4:Augusti Omfattning och tillämpning DIN 267 Del 4:Augusti 1983 specificerar hållfasthetsegenskaper för muttrar med specificerade provkrafter. Standarden gäller för muttrar; - med specificerade mekaniska krav; - med nominell diameter, d, (fingänga från M8) upp till och med M39; - med triangulär ISO gänga enligt DIN 13 Del 13; - med gängtolerans 6G och 4H - 7H enligt DIN 13 Del 15; - med nominella höjder 0,8 D; - med nyckelvidder 1,45 D; Denna standard gäller inte för muttrar med hållfasthetsklasser enligt ISO eller DIN 267 Del 23 (ISO-Klasser) Den gäller heller inte för muttrar med särskilda egenskaper såsom: - låsegenskaper (se DIN 267 Del 15); - svetsbarhet; - korrosionsbeständighet (se DIN 267 Del 11); - förmåga att motstå temperaturer över +300 C eller under -50 C (DIN 267 Del 13). ANM - Muttrar tillverkade av automatstål får ej användas över +250 C. - För skruvförband med större gängtoleranser än 6H/6g ökar risken för gängskjuvning Beteckningssystem Tabell 24: Beteckningssymboler för DIN-muttrar Hållfasthetsklass 4 1) Provspänning, Sp N/mm Beteckningssymbol ) Endast över M16

30 28 4 Hållfasthet Provkrafter Muttrar med provkrafter över N (värden under trappstegslinjen) behöver inte testas med provkraft. För dessa muttrar kan en min hårdhet avtalas mellan leverantör och köpare. Gänga 1) Nom. Spänningsarea mm 2 Tabell 25: Provkrafter, Grovgänga Hållfasthetsklass Provkraft (A s x S p ), N M3 5, M3,5 6, M4 8, M5 14, M6 20, M7 28, M8 36, M M12 84, M M M M M M M M M M M Gänga 1) Tabell 26: Provkrafter, Metrisk DIN gänga med fin stigning Nom. Spänningsarea mm 2 Hållfasthetsklass Provkraft (A s x S p ), N M8 x 1 39, M10 x 1 64, M10 x 1,25 61, M12 x 1,25 92, M12 x 1,5 88, M14 x 1, M16 x 1, M18 x 1, M18 x M20 x 1, M20 x M22 x 1, M22 x M24 x M27 x M30 x M33 x M36 x M39 x

31 29 4 Hållfasthet 4.4 Skruvar och muttrar i rostfritt material Följande avsnitt är ett utdrag ur ISO 3506:1997 med undantag av avsnitt val av material Omfattning och tillämpning ISO 3506:1997 omfattar allmänna tekniska data för skruvar och muttrar tillverkande av austenitiska, ferritiska och martensitiska rostfria stål. ISO 3506:1997 används till bult, skruv och pinnskruv: - med nominell diameter från och med 1,6 upp till och med M39 - för alla ISO metriska trilobulära gängor i enlighet med ISO 68 och med diameter och stigningar i enlighet med ISO 261 och oberoende form För mutter av oberoende form där: - med nyckelvidd på mutter som är specificerad i ISO nominell höjd större än eller lika med 0,5 d. ISO 3506:1997 definierar inte korrosions- eller oxidationsbeständighet i viss miljö. Den fastlägger endast stålsorter för fästelement av rostfria stål. Några har mekaniska egenskaper som är lämpliga för användning vid temperaturer ned till -200 C i luft. Några har oxidationsbeständighet för användning vid temperaturer upp till +800 C i luft. Acceptabel korrosions- och oxidationsbeständighet samt mekaniska hållfasthetsvärden för användning vid förhöjd temperatur eller vid temperaturer under 0 C måste bli föremål för överenskommelser mellan förbrukare och leverantör Beteckningssystem Beteckning för fästelement visas i figur 25. Stålsorter och hållfasthetsklasser anges med en fyrställig beteckning bestående av en bokstav följd av tre siffror. Bokstaven anger den allmänna ståltypen enligt följande: A för austenitiskt stål C för martensitiskt stål F för ferritiskt stål Den första siffran efter bokstaven betecknar legeringselementen som ingår i ståltyperna A, C eller F. De två sista siffrorna anger hållfasthetsklass (glödgat, kallbearbetat eller härdat tillstånd), t.ex.; A2-70 = austenitiskt stål, kallbearbetat, dragbrottgräns min 700 N/mm 2 C4-70 = martensitiskt 12% kromstål, härdat och anlöpt, dragbrottgräns min 700 N/mm 2 Ståltyper 1) Austenitiska Ferritiska Martensitiska Identifiering av stålsorter 2) Seghärdad Hållfasthetsklass A1 A2 A4 F1 C1 C4 C Mjuk Mjuk Kallbearbetad Höghållfast Kallbearbetad Mjuk Seghärdad Figur 25 Beteckningssystem för fästelement av rostfria stål