Norma ISO 2702 stanovuje mechanické a fyzikální vlastnosti tepelně zpracovaných ocelových šroubů do plechu a odpovídající zkušební metody. Aktuální ISO 2702:2022 se vztahuje na šrouby se závity ST2,2 až ST9,5 podle ISO 1478 a jejím cílem je mimo jiné ověřit, že šroub dokáže při montáži vytvořit odpovídající závit bez deformace vlastního závitu nebo porušení. Česká ČSN EN ISO 2702 přejímající vydání 2022 je platná od srpna 2023.
Co ISO 2702 u šroubů kontroluje?
ISO 2702 neposuzuje pouze jednu hodnotu tvrdosti. U tepelně zpracovaného šroubu musí být správně nastaven poměr mezi tvrdým povrchem a houževnatějším jádrem. Norma proto zahrnuje kontrolu povrchové tvrdosti, tvrdosti jádra, hloubky zakalené vrstvy a mikrostruktury. Vedle toho požaduje také funkční a mechanické zkoušky, například schopnost vytváření závitu, torzní pevnost a kontrolu duktility.
Příliš měkký povrch může vést k poškození závitu při zašroubování, zatímco nevhodně tepelně zpracovaný šroub s příliš tvrdým nebo křehkým jádrem může mít zvýšené riziko prasknutí při montáži.
Příprava vzorku šroubu pro zkoušky podle ISO 2702
Přesné hodnocení tvrdosti a hloubky zakalené vrstvy podle ISO 2702 vyžaduje správně připravený metalografický vzorek. Pro stanovení hloubky zakalené vrstvy CHD se šroub připravuje v podélném řezu, který umožní sledovat průběh tvrdosti od povrchu závitu směrem k jádru materiálu.
Šroub se nejprve vhodně rozřízne, následně se vzorek zpravidla zafixuje nebo zalije do metalografické hmoty a připravovaná plocha se postupně brousí a leští. Výsledkem musí být rovný a kvalitně připravený povrch bez poškození, které by mohlo ovlivnit velikost Vickersových vtisků nebo jejich optické vyhodnocení. Při hodnocení mikrostruktury lze připravený povrch následně také vhodně naleptat.
Kvalita přípravy je důležitá zejména při měření velmi malých vzdáleností od povrchu závitu. Na připraveném řezu lze následně stanovit tvrdost jádra, průběh tvrdosti a hloubku zakalené vrstvy CHD pomocí série Vickersových vtisků.
Přípravu výbrusů a jejich následné hodnocení provádíme také v naší metalografické laboratoři. Pro vlastní přípravu vzorků nabízíme také kompletní zařízení pro přípravu metalografických vzorků – od dělení a zalévání až po broušení a leštění.
Požadavky ISO 2702 na tvrdost šroubů
Jedním z nejdůležitějších požadavků ISO 2702 je tvrdost šroubu. Povrchová tvrdost se stanovuje metodou Vickers při zatížení HV 0,3 a musí dosáhnout minimálně 450 HV 0,3. Vtisk se provádí na vhodné rovné ploše, přednostně na hlavě šroubu.
Pro automatizované vícebodové měření tvrdosti a stanovení průběhu tvrdosti podle ISO 2702 lze využít tvrdoměr INNOVATEST FALCON 800G2, který podporuje metodu Vickers, motorizované polohování vzorku a automatické vyhodnocení vtisků.
Samostatně se hodnotí také tvrdost jádra. Norma požaduje hodnotu 270 až 390 HV, přičemž podle velikosti závitu se používá HV 5 nebo HV 10. Výsledek se stanovuje z několika vtisků ve specifikované oblasti průřezu šroubu.
Hloubka zakalené vrstvy CHD podle ISO 2702
Samotná povrchová tvrdost nestačí. ISO 2702 stanovuje také hloubku zakalené vrstvy – CHD (case-hardened depth).
Pro její stanovení se připraví podélný metalografický řez šroubem a metodou Vickers HV 0,3 se vytvoří řada vtisků od povrchu směrem k jádru. Hloubka CHD je určena jako vzdálenost od povrchu do místa, kde průběh tvrdosti dosáhne hodnoty 420 HV 0,3. Požadovaný rozsah hloubky vrstvy se mění podle velikosti závitu a pohybuje se přibližně od 0,04 do 0,28 mm.
Právě zde je kritická kvalitní příprava výbrusu a přesné vícebodové měření. Tyto zkoušky lze provést také v naší zkušební laboratoři pro měření tvrdosti materiálů, která disponuje metalografickou přípravou vzorků a automatizovanými tvrdoměry.
Mechanické a funkční zkoušky podle ISO 2702
ISO 2702 dále ověřuje, zda šroub skutečně zvládne podmínky, pro které je navržen. Součástí normy je zkouška schopnosti vytvářet závit, při níž se šroub zavádí do definovaného zkušebního plechu, a zkouška torzní pevnosti, která sleduje odolnost šroubu proti porušení krutem. Norma zahrnuje také hodnocení mikrostruktury a duktility.
Pro širší mechanické charakterizace spojovacích součástí a materiálů lze využít také univerzální zkušební stroje – trhačky pro zkoušky tahem, tlakem, ohybem nebo střihem.
Pokud potřebujete ověřit tvrdost, mikrostrukturu nebo další mechanické vlastnosti kovových součástí, podívejte se také na možnosti zkoušek kovů v laboratoři JD Dvořák.
Typické hodnocené vzorky:
- samořezné šrouby,
- ocelové šrouby do plechu,
- tepelně zpracované spojovací součásti,
- malé závitové díly s povrchově zakalenou vrstvou.
