ASME B18.6.4-1998 (2005)——英制系列螺纹成形与螺纹切削自攻螺钉及金属驱动螺钉标准

28 10 月, 2026
ASME

🔩 ASME B18.6.4-1998 是美国国家标准中针对英制系列自攻螺钉（tapping screws）与金属驱动螺钉（metallic drive screws）的权威产品标准，其前身为 ANSI B18.6.4-1981（1997 年再确认），1998 年修订后由 ASME 出版，2005 年再确认。自攻螺钉（俗称”自钻/自攻丝螺钉”）能够在没有预攻丝的条件下，依靠自身螺纹在金属板、塑料或木材中形成或切削出配合螺纹，从而免去预攻丝工序、大幅提高装配效率。标准将自攻螺钉分为两大原理类别——螺纹成形（thread forming）与螺纹切削（thread cutting），并单独覆盖金属驱动螺钉，规定了包括螺纹形式、端部型式、头部型式、尺寸与材料在内的完整产品要求。

💡 自攻螺钉的”自攻”能力来自其专门的螺纹与端部设计：螺纹成形型靠挤压推挤出螺纹（不产生切屑），螺纹切削型靠切削刃切出螺纹（产生切屑）。选对类型，才能获得合格的内螺纹与足够的连接强度。

一、自攻螺钉的类型与工作原理 📌

标准将自攻螺钉划分为两大类，其根本区别在于成形内螺纹的物理机制：

螺纹成形自攻螺钉（Thread Forming Tapping Screws）：通过冷挤压方式在被连接件中”顶挤”出内螺纹，材料发生塑性流动而非被切除，因此不产生切屑。典型代表如 A 型（尖头、用于薄金属板与塑料）、AB 型、B 型（钝锥端、用于金属板与压铸件）等。成形螺纹的牙型完整、强度高，但所需驱动扭矩较大，且要求被连接材料具有一定延展性。
螺纹切削自攻螺钉（Thread Cutting Tapping Screws）：端部带有切削刃与排屑槽，旋入时像丝锥一样切削出内螺纹并排出切屑，所需扭矩较小，适用于较厚、较硬的材料（如铸铁、铝压铸、硬塑料）。常见如 D、F、G、T 型等，其中带槽型（如 G/T）与无槽型（如 D/F）在用途上各有分工。

⚠️ 螺纹成形与螺纹切削的选择取决于被连接材料：延展性好的薄板（钢、铝、塑料）适合成形型；硬、脆、厚材料（铸铁、硬塑料、厚铝件）适合切削型。用错类型会导致安装扭矩异常、螺纹撕脱或攻丝失败。

二、金属驱动螺钉与其他型式 🔧

金属驱动螺钉（metallic drive screw）是一种较特殊的自攻紧固件：其螺纹为断续的开槽券形（lobed/threaded shank），通过锤击或压装的方式直接”压入”金属孔中，依靠金属的弹性变形与摩擦提供保持力，一般用于永久性固定薄板、铭牌、标签等轻载场合，不可拆卸。标准同时覆盖各种头部型式（沉头、盘头、六角头等）与端部型式，并规定相应的尺寸、公差与材料要求。

类别	端部/螺纹特征	原理	适用材料	典型应用
螺纹成形（A/AB/B 型）	尖头或钝锥端、挤压螺纹	塑性挤压成形	钢/铝薄板、塑料	钣金、家电、车身
螺纹切削（D/F/G/T 型）	端部切削刃与排屑槽	切削成形	铸铁、铝压铸、硬塑料	压铸件、电器底座
金属驱动螺钉	断续券形螺纹、压入	压入+弹性保持	金属薄板、铭牌	永久固定、不可拆卸

💡 自攻螺钉的安装速度优势显著：成形型在薄板上的装配时间约为”钻孔+攻丝+拧螺栓”流程的几分之一（如 A 型螺钉在薄金属板上一步完成穿孔并成形螺纹），是汽车、家电与建筑轻钢龙骨行业实现高速自动装配的关键元件。

三、螺纹、端部与头部要求 📏

标准为不同类型的自攻螺钉规定了专门的螺纹牙型与尺寸，包括螺距、牙型角与螺纹直径系列；端部型式（锥端、尖头、钝端等）决定自攻的导入性能；头部型式则与安装工具与表面要求匹配（如沉头用于齐平表面、盘头通用、六角头用于大扭矩）。自攻螺钉一般以较高的表面硬度制成（渗碳或淬火），以保证螺纹能”攻”入被连接材料而不变形。

🚨 自攻螺钉的硬度与脆性的平衡是关键：硬度不足则无法攻入材料；硬度过高则易脆断。渗碳层深度与心部韧性必须匹配，且驱动扭矩与攻入深度要协同控制——扭矩过大会将螺钉”打断”，过小则螺纹未完全就位、连接不牢。

四、材料与表面处理 ⚙️

自攻螺钉最常用的材料是渗碳钢（case-hardened carbon steel），表层高硬度（通常达 HRC 50 以上）以承担切削/成形功能，心部保持韧性防止脆断；也使用不锈钢（304、316、410 马氏体等）用于耐蚀场合。表面处理常见镀锌（电镀或热浸）、镀镍、镀铬与多种防腐涂层（如达克罗、久美特等），镀层既要耐蚀又不能改变螺纹配合与驱动性能。

💡 室外与海洋环境应优先选用不锈钢或带高性能防腐涂层（非电镀锌）的自攻螺钉；电镀锌处理的高强度自攻螺钉注意氢脆风险，重要场合应遵循去氢工艺要求。

五、工程实践要点 🛠️

🔍 孔径选择：自攻螺钉的先导孔（pilot hole）直径是成败关键——过大则螺纹咬合不足、抗拉拔力低，过小则安装扭矩过大、易断钉。应严格按材料类型查标准推荐的孔径范围。
🔧 安装工具：批量装配使用限扭电动/气动工具，转速与扭矩按材料与螺钉规格设定；成形型建议低速施压攻入，切削型注意排屑是否顺畅。
📊 强度校核：自攻螺钉连接的抗拉拔力取决于啮合螺纹长度与材料剪切强度；薄板翻边与多层叠加时的推荐层数与厚度应查阅制造商的工程数据。
📋 质量检验：抽检安装扭矩、取出样品检查螺纹成形完整性、验证抗拉拔力；评估螺钉头与工件表面的贴合度。

六、常见问题解答 ❓

❓ 问：A 型、AB 型与 B 型自攻螺钉有何区别？
答：A 型为尖头螺纹成形型，用于薄金属板（一步穿孔并成形）；B 型为钝锥端的螺纹成形型，用于较薄金属板与压铸件，需先钻导孔；AB 型位于两者之间，端部介于尖与钝之间。选型按板厚与是否允许预钻孔决定。

❓ 问：为什么有的自攻螺钉切削、有的成形？
答：螺纹成形型依靠挤压，不产生切屑，适合延展性好的薄板材料，且螺纹强度高；螺纹切削型带有切削刃，适合硬、厚材料，扭矩小但产生切屑（切屑须排槽导出），并按用途分为开槽/无槽型式。

❓ 问：金属驱动螺钉与自攻螺钉有何不同？
答：金属驱动螺钉靠锤击/压入安装，断续螺纹依靠弹性保持力永久固定，不可拆卸，属轻载永久连接（铭牌、薄板）；自攻螺钉靠旋转攻入形成内螺纹，可提供更高的连接强度且部分可拆卸维修。

🔍 问：自攻螺钉连接还需要预钻孔吗？
答：视类型而定。A 型等尖头成形型在薄软板上可一步自钻完成；B 型与多数切削型、以及硬/厚材料场合需要预钻导孔。孔径按标准推荐值控制，是保证连接强度与安装顺利的核心。

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