哪些零件缺陷，可能會導致螺紋滑牙？

在螺紋連接中，滑牙是一種常見的是失效形式，當螺紋的抗剪切能力較弱且載荷較大時，易出現(xiàn)螺紋滑牙。裝配過程中的滑牙通?？梢酝ㄟ^裝配曲線進行識別，如下圖所示，某連接副為扭矩法擰緊，正常的曲線為扭矩隨角度線性上升，而當螺紋出現(xiàn)滑牙時，曲線的上升斜率明顯降低，這類滑牙比較容易識別。另一類是裝配時未出現(xiàn)滑牙，擰緊曲線正常，當零件在使用時，在外載荷作用下，出現(xiàn)了滑牙，這類滑牙較難以識別。

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在螺紋連接中，有一條重要的設計準則：螺紋連接過載擰緊時，失效模式應為螺栓斷裂，且斷裂在自由螺紋區(qū)或光桿區(qū)。這也就是說內外螺紋承載能力應高于螺栓自由螺紋或光桿區(qū)的承載能力。螺栓的斷裂往往時突然的，容易被察覺；而螺紋滑牙往往是隱蔽的，不容易被察覺。

那么螺紋出現(xiàn)滑牙失效時，可以從零件的哪些角度進行分析呢？

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01 零件缺陷

1.1 螺紋牙形、尺寸、磕碰

螺紋牙形和是否有缺陷是影響螺紋強度的重要因素。如下圖所示，因為螺牙成型過程不佳，導致螺牙出現(xiàn)“雙峰”，“雙峰”會降低螺紋的嚙合面積，進而導致螺牙承載能力降低，載荷較大時，易出現(xiàn)滑牙。當螺紋出現(xiàn)滑牙時，通過金相和標準牙形進行對比和測量，確認是否是牙形缺陷導致的失效。

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此外，當螺紋的尺寸偏小時，也會降低螺牙承載能力，通過通止規(guī)可以檢測螺紋的尺寸是否滿足要求。

對于一些包裝方式不佳的螺紋，零件運輸過程中，會發(fā)生磕碰，當磕碰傷較大時，會導致螺紋無法正常嚙合，強制擰緊時，易出現(xiàn)螺紋損壞或滑牙。

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1.2 螺紋脫碳、熱處理不佳

通常把緊固件螺紋表面碳的損耗成為脫碳。脫碳分為全脫碳、不完全脫碳。

全脫碳是碳全部損耗，在金相檢查中只能看到鐵素體組織的脫碳。

不完全脫碳是由于碳的損耗已使回火后金相組織輕度變色，且硬度明顯地比相鄰基體硬度低的脫碳。螺紋脫碳的圖片如下圖所示。

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緊固件表面硬度如果比它的芯部硬度低30個HV（維氏硬度值）就認為零件已經脫碳。表面是否脫碳可用來控制緊固件熱處理工藝質量，本身并不反映緊固件的強度性能，8.8級及其以上經熱處理的緊固件才需要檢查該指標。

脫碳會降低螺紋的強度，在擰緊裝配產生軸力或外載荷作用下，會導致螺牙強度不足，導致螺紋出現(xiàn)滑牙。

根據(jù)標準的技術要求，允許一定程度的脫碳，但對半脫碳層和全脫碳層的高度有明確要求，例如對于8.8級螺栓，未脫碳層高度超過1/2螺紋高度，全脫碳層高度小于0.015mm；對于10.9級螺栓，未脫碳層高度超過2/3螺紋高度，全脫碳層高度小于0.015mm。

1.3 螺紋連接中有異物

螺栓和螺母的配合為間隙配合，當通止規(guī)都能通過時，螺紋是可以較輕松旋入的。但往往由于過程異常因素，如螺栓和螺母經過電泳時，會在螺紋上殘留油漆或焊渣，螺紋在旋入時受阻，擰緊槍強制旋入會擠壓并破壞螺紋，減低螺紋承載能力，最終導致滑牙，因此，為了避免滑牙，可以采用密封蓋或膠水，保護螺紋，避免油漆和焊渣的黏附。

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1.4 螺栓螺紋尾部導向不合理

螺栓螺紋尾部導向是直接影響螺栓螺母能否正常嚙合的重要結構，應用最多的尾部形狀是平端，如下圖所示，但往往平端的尾部結構容易在螺紋開始嚙合時，螺栓出現(xiàn)傾斜，尤其在自動擰緊工位，螺栓擰緊傾斜會導致螺紋螺牙受力異常，造成滑牙。因此設計上，可以適當增加螺紋尾部倒角。

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當以上優(yōu)化還不能解決螺紋傾斜和滑牙，可以變更尾部形狀，如下圖所示，設計成錐面導向端，可以有效避免螺栓開始擰緊時傾斜，該結構尤其適合在被加緊件厚度大、螺栓長，或者盲裝等需要導向的場合，比如：底盤的副車架、擺臂或鋼板連接到車身，發(fā)動機懸架到車架等連接點。

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1.5 螺紋嚙合長度

嚙合長度是影響螺紋承載能力的重要參數(shù)，為保證連接的可靠性和螺紋不出現(xiàn)滑牙，設計上對螺紋孔的嚙合長度都有一定的要求。螺紋滑牙往往更容易發(fā)生在輕金屬內螺紋連接上，下圖是不同等級螺栓（8.8級、10.9級、12.9級），螺紋的最小嚙合長度和內螺紋剪切強度的關系。內螺紋材料剪切強度越高，所需的嚙合長度越短；螺栓強度等級越低，所需的嚙合長度越短。各位朋友們可以根據(jù)下圖，查閱所需連接副的最小嚙合長度。

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