1 弯曲模量

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在塑胶材料所有性能参数中，弯曲模量（Flexural modulus）是与自攻螺丝紧固性能和质量最为关系密切的参数。



一般来说，弯曲模量越低，材料流动越好，在自攻螺丝拧入时越容易形成螺纹。

▲自攻螺丝是这样工作的

1.1 弯曲模量小于15,000kg/cm²

弯曲模量小于15,000kg/cm²的塑料是非常柔软的材料，在自攻螺丝拧入时材料受到挤压，能够快速流动，形成螺纹。这种塑料不太适用于承受高应力的场合，所以对自攻螺丝的紧固质量并没有太多的要求。

对于这种塑料，也可以使用传统自攻螺丝，但是最好还是使用塑料专用螺丝。

如图所示，使用传统自攻螺丝拧入时，支柱顶部膨胀变形。



1.2 弯曲模量15,000~30,000kg/cm²

对于此类塑料，建议避免使用传统自攻螺丝以及任何60°牙型角的螺丝，因为这容易产生较大的径向力，从而造成支柱开裂。

而如果有多次装配的要求，即反复的拧入和拆卸动作，一些塑料例如ABS和PVC会变硬变脆。这就是为什么再次拧入自攻螺丝的驱动扭矩需要变小的原因。

最好使用塑料专用螺丝。

如图所示，使用60°牙型角的自攻螺丝，支柱顶部膨胀变形，在下部产生痕迹。



1.3 弯曲模量30,000~70,000kg/cm²

弯曲模量在此区间的塑料一般都添加了玻纤或者其它增强剂。

此类塑料很硬，建议使用塑料专用螺丝或者螺纹切削自攻螺丝。

当然，螺纹切削自攻螺丝会加工去除玻纤，这会降低紧固的性能和质量。


▲螺纹切削自攻螺丝

1.4 弯曲模量大于70,000kg/cm²

此类塑料要么是高填充的热塑性塑料，要么是热固性塑料。

如果不需要反复拆卸，推荐使用带有尖细螺牙的塑料专用螺丝和螺纹切削自攻螺丝。



如果需要反复拆卸（超过25次），推荐使用螺纹嵌件。

1.5 自攻螺丝选择总览

综上所述，根据塑料的弯曲模量来选取自攻螺丝的类型，如下表所示。



▲自攻螺丝选择总览


2 塑料填充剂

塑料填充剂添加到塑料中，用于提高塑料加工性能、改进物理化学性能和降低成本等。

塑料填充剂分无机填充剂（如碳酸钙、陶土、滑石、硅藻土、二氧化硅、云母粉、石棉、金属、金属氧化物等）和有机填充剂（如热固性树脂中空球、木粉、粉末纤维素等）。

最常见的塑料填充剂是玻纤。



玻纤的长度、质量和位置等都会影响自攻螺丝紧固的质量。玻纤越长、玻纤方向越杂乱，材料越硬，自攻螺丝越难拧入。

对于添加玻纤的塑料，首选是使用螺纹成形自攻螺丝，而不是螺纹切削自攻螺丝，这是因为切削螺丝会切切断玻纤，影响零件强度。

当玻纤含量特别高时，选择使用尖细螺牙、小螺纹直径的螺纹成形自攻螺丝或者切削螺丝。


3 温度

温度严重影响塑料的性能，相应地，影响自攻螺丝在拧入塑料时的表现。

当然，不同的塑料，其对温度的反应不一样。

但是，不管什么塑料，其反应都与下图大同小异：塑料在低温时变脆。随着温度上升，塑料变得有弹性，类似橡胶，直至达到熔点而熔化。



如图所示是添加了33%玻纤材料的尼龙在不同温度下的变形曲线。可以看出，温度越低，材料在较小的变形情况下就容易发生断裂。



这就解释了为什么有的塑料支柱在春、夏、秋天拧入自攻螺钉不会开裂，而在冬天极端寒冷天气时就容易开裂。