2025-09-No1-扣件技術新訊

余征諴博士 / 國立高雄科技大學 鍛造輥軋工程研究中心

各位【台灣扣件產業服務雲】會員先進們大家好，與您分享本期 #扣件技術新訊 (2025-09-No-1)：

#技術主題 : #不同螺紋製造技術 (切削、深滾壓及滾壓成形) 對螺紋疲勞壽命之影響

在機械與結構應用中，螺紋連接件經常承受反覆載荷，其疲勞壽命影響整體結構系統的可靠性、安全性與成本。

du Maire 等人 [1] 根據 DIN 969 螺紋軸向荷載疲勞測試規範，進行循環拉伸疲勞測試，比較3種螺紋製造技術，對 M12 螺紋疲勞強度的影響。包括切削 (cutting)、切削後對螺紋表面進行深滾壓 (deep rolling)、滾壓成形 (rolling)，螺紋材質為 42CrMo4 鉻鉬合金鋼，根據 DIN EN ISO 18265 標準，在 28.07 HRC 的硬度下，其抗拉強度 886 MPa、降伏強度 706 MPa。疲勞測試之平均應力為降伏強度的 70% ( 496 MPa) 施加平均荷載為41.81 kN。

從循環拉伸疲勞測試結果知：

1. 在相同荷載時 (110 MPa)：切削螺紋壽命約9萬次、深滾壓螺紋約30萬次、滾壓螺紋無發生失效。

2. 在相同疲勞壽命下(1百萬次)，切削螺紋可承受 45.1 MPa、深滾壓螺紋 71.1 MPa、滾壓螺紋 113.8 MPa。

3. 切削螺紋疲勞壽命最低；切削後進行深滾壓螺紋，可在切削螺紋表面形成殘留應力層，提升 58% 壽命；滾壓螺紋因具備完整鍛流線，壽命表現最佳，螺紋無失效發生。

此技術論文，以循環拉伸疲勞測試比較3種M12螺紋製造技術，深滾壓處理可作為提升切削螺紋疲勞壽命的高效率後處理方法，適合小批量生產；滾壓成形螺紋可用於在高可靠性需求場景使用，有助於提升機械元件的可靠性與使用壽命。

應用該技術，可協助產業透過『不同螺紋製造技術 (切削、深滾壓及滾壓成形) 對螺紋疲勞壽命之影響』，建立『螺栓鍛造成形技術』之技術能量及相關研究開發之參考資料。

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#參考資料：

[1] du Maire, P., Hoffmeister, J., Johlitz, M., & Öchsner, A. (2025). Influence of the manufacturing process on the fatigue strength of threads. Materialwissenschaft und Werkstofftechnik, 56(5), 638-645., https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/mawe.202500001

[2] 台灣扣件產業服務雲, 扣件技術新訊, Vol. 2025-09-No1, 不同螺紋製造技術 (切削、深滾壓及滾壓成形) 對螺紋疲勞壽命之影響, https://www.tw-fastener.com/tfsc/knowledge/BLP_54bd761d-41d1-441e-bafb-fa8d938a8b49

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Tag: #Fastener, #Bolt, #Fatigue, #Thread, #Screw.

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