外六角法兰面钛螺丝是以钛合金(如TA2/TC4)为材质,采用六角头与法兰面一体化结构,具备高强度(抗拉强度≥950MPa)、优异防松性(锥形咬合设计)、轻量化(密度4.51g/cm³)及耐腐蚀特性,符合高强度等级标准(如8.8/10.9级),适用于汽车发动机、重型机械、桥梁建筑及高端改装领域,可提升结构稳定性与耐用性。以下是中扬金属关于外六角法兰面钛螺丝的技术参数与应用分析:
一、定义与结构特点
分类 | 参数说明 |
定义 | 采用外六角头部与法兰面一体设计的钛合金螺丝,兼具高锁紧力与防松性能,适用于需频繁拆装的动态载荷场景 |
结构特点 | - 头部:外六角(标准对边尺寸:M6为10mm,M12为19mm) |
- 法兰面:直径比头部大20%-30%(如M6法兰直径12-15mm),带防滑齿纹 |
- 螺纹:全螺纹或半螺纹(长度按ISO 4017标准) |
二、材质与执行标准
分类 | 参数说明 |
材质 | - 牌号:TC4(Ti-6Al-4V)、TA2(纯钛)、TB8(β钛合金) |
- 规格:M4-M24,长度10-200mm |
- 表面处理:微弧氧化(硬度≥1500HV)或PVD镀层(如TiAlN,耐温800℃) |
执行标准 | - 国标:GB/T 5789(法兰面螺栓) |
- 国际:ISO 4162(法兰六角头螺栓) |
- 行业:NASM 21240(航空用钛螺栓) |
三、性能特点
特性 | 参数说明 |
轻量化 | 密度4.5g/cm³(比钢制法兰螺丝轻43%),单颗M12螺丝重量约18g(钢制为32g) |
抗拉强度 | TC4等级:≥895MPa(ISO 3506标准) |
TA2等级:≥345MPa |
防松性能 | 法兰面接触压力提升30%(对比平垫组合),振动测试(DIN 65151)中预紧力衰减<10% |
耐腐蚀性 | 通过480h盐雾试验(ASTM B117),无红锈、白锈 |
耐温范围 | - TC4:-196℃~400℃ |
- TA2:-269℃~300℃ |
四、加工工艺与关键技术
工艺环节 | 技术要点 |
冷镦成型 | 六角头与法兰面一体成型,模具精度±0.02mm(避免法兰偏心) |
螺纹滚压 | 径向滚丝工艺(精度6g级),螺纹根部圆弧过渡(R≥0.2mm,提升疲劳寿命) |
热处理 | TC4:固溶处理(950℃×1h水淬) + 时效(500℃×4h空冷) |
表面强化 | - 喷丸处理:表面残余压应力≥600MPa |
- 激光熔覆:法兰面耐磨层(WC-Co,厚度0.1mm) |
五、与内六角钛螺丝对比
对比项 | 外六角法兰面钛螺丝 | 内六角钛螺丝(ISO 4762) |
安装工具 | 普通扳手(兼容性强) | 需专用内六角扳手(易滑牙) |
防松性能 | 法兰面+齿纹(衰减率<10%) | 需额外弹簧垫圈(衰减率15%-20%) |
抗拉强度 | TC4等级相同(≥895MPa) | 同材质等级一致 |
适用场景 | 高振动环境(发动机支架、悬挂系统) | 空间受限部位(精密仪器内部) |
成本 | ¥25-150/颗(视规格) | ¥20-120/颗 |
六、应用领域
领域 | 应用案例 |
汽车工业 | - 电动汽车电池包固定(耐电解液腐蚀) |
- 碳陶瓷刹车盘安装(耐高温800℃) |
航空航天 | 飞机蒙皮紧固(减重+抗疲劳,单机用量>5000颗) |
高端装备 | 风电叶片连接螺栓(抗盐雾腐蚀,设计寿命20年) |
医疗器械 | 骨科外固定支架(生物相容性+可反复消毒) |
七、未来发展方向
方向 | 技术内容 |
智能监测 | 集成光纤传感器(实时监测预紧力,误差<5%) |
复合工艺 | 钛-碳纤维混合螺丝(法兰面嵌入CFRP,减重50%) |
绿色制造 | 钛屑回收再利用(氢化脱氧法,纯度≥99.6%) |
超低温应用 | 液氢储罐连接件(TA7ELI合金,-253℃下冲击韧性≥40J) |
说明
结构特点强调外六角与法兰面协同设计的优势;
性能参数量化防松、耐腐蚀等核心指标;
对比分析突出外六角法兰面在高振动场景的不可替代性;
未来方向结合智能化与极端环境需求,拓展应用边界。
此参数体系可为设计选型、工艺优化及市场定位提供数据支持。