
基礎螺栓 — 長件、只能掛鍍,以及熱浸鍍鋅的問題
基礎螺栓太長無法滾鍍,會在混凝土與空氣交界處腐蝕,並且通常被指定熱浸鍍鋅——那是與電鍍完全不同的製程。ASTM F1554 等級、擴攻螺帽與彎曲半徑風險。
關鍵規格一覽
| 螺紋 / 尺寸標準 | ISO 965-1 · 6g · ASTM F1554 |
|---|---|
| 公差等級 | 6g |
| 可滾鍍範圍 | not available above ≈ 150 mm total length |
| 掛鍍 / 吊籃 | M12 – M36, 200 – 1 000 mm |
| 強度規範 | ISO 898-1 4.6 – 8.8 · ASTM F1554 Gr 36/55/105 |
| ISO 4042 除氫烘烤 | 由等級觸發 — 10.9 以上 |
| 複核日期 | 2026-08-04 |
螺紋、公差與尺寸標準
公制桿的螺紋為 ISO 261 粗牙系列、依 ISO 965-1 的 6g;圖面為美制時用 UNC 系列。ASTM F1554 是基礎螺栓的專門標準,分 36、55 與 105 三個等級;ASTM A307 涵蓋強度較低的碳鋼螺栓,ASTM A563 涵蓋配套螺帽,DIN 529 涵蓋砌體與基礎螺栓形式。錨定本身的設計——邊距、埋深、混凝土錐體破壞——屬於 EN 1992-4 或 ACI 318 第 17 章,與鍍層無關;鍍層規範救不了埋深不足的錨定。
尺寸範圍與掛料方式
M12 至 M36、長 200 至 1 000 mm,只能掛鍍。滾鍍在總長約 150 mm 處即止,遠短於任何真正的基礎螺栓,因此成本模式是論支而不是論公斤,掛具密度對價格的影響大於重量。彎製件占用的掛具空間多於同重量的直桿,所以質量相同的 L 型螺栓與直螺樁報價並不相同。
強度規範
公制基礎桿通常是 ISO 898-1 的 4.6、5.6 或 8.8 級。英制基礎螺栓依 ASTM F1554 分級,其中 36、55 與 105 指的是以 ksi 表示的規定降伏強度,而非抗拉與降伏之比,所以編號方式與 ISO 完全不同。105 級是會改變製程的那一檔:它經過淬火回火,高於氫脆門檻,並且熱處理之後不得冷彎。36 與 55 級可以彎;105 級不行,用 105 級桿料在淬硬之後彎出的 J 型螺栓,就是一條等著受載的裂紋。
硬度: class 8.8: 250–320 HV; ASTM F1554 grade 105 is quenched and tempered and must not be cold bent after heat treatment
鍍層厚度與限制它的因素
兩個鍍層世界在這種零件上相遇,把它們混為一談是本頁最昂貴的錯誤。依 ISO 1461 或 ASTM F2329 的熱浸鍍鋅,在基礎螺栓上形成的鍍層比電鍍厚一個數量級,而多數結構規範預設的正是它——由於該厚度無法裝進 6g/6H 的螺紋配合,配套螺帽要在鍍鋅後擴攻,這就是熱浸螺帽手感偏鬆、而且本該偏鬆的原因。電鍍鋅相較之下是薄鍍層,在 M20 上仍能維持正常的 6g 配合,其餘量允許比小螺栓更高一級的防護條件。熱浸鍍鋅是獨立製程,不是本頁所描述的內容。
| 受控部位 | M20 × 2.5 external thread, 6g |
|---|---|
| 可用餘量 | |es| = 42 µm |
| 鍍層厚度上限 | ≈ 10 µm electroplated — hot-dip is 45–85 µm and needs an oversize nut |
- ASTM B633 SC 3 — Fe/Zn 13
- SC 4 — Fe/Zn 25
- ISO 1461 / ASTM F2329 hot dip 45–85 µm (a different process)
氫脆消除處理
8.8 級桿料低於 ISO 4042 門檻;ASTM F1554 的 105 級以及任何 10.9 級以上的淬火回火錨栓則高於門檻,必須在電鍍後盡快、通常在 4 小時內開始除氫。幾何形狀還會把風險放大到超出等級數字的暗示:J 型螺栓上的冷彎是被鎖住的應力集中,而氫會聚集在殘留拉應力最高的地方。對於彎製的高強度錨栓,較安全的規範通常是不引入氫的鍍層路線。
除氫烘烤必要性判定這類零件如何失效
- 彎曲半徑處開裂
J 型或 L 型螺栓在彎曲內側開裂,可能發生在淬硬後彎製時,也可能在日後受載時。冷彎已淬火回火的錨栓,會把殘留拉應力正好留在截面加工最重的位置。
- 鍍層沿桿長逐漸變薄
長掛件上,鍍層在接觸點附近最厚、在遠端最薄。若只在螺紋端量厚度,埋入端可能遠低於規範,而這一點直到結構使用多年後才可能被發現。
- 混凝土與空氣交界處的腐蝕
基礎螺栓的經典失效。鋼材在混凝土內被鈍化、在其上方暴露,兩者的邊界正是水分、氧氣與氯離子匯合之處。該帶上的鍍層損失,決定了整支錨栓的使用壽命。
- 螺帽到場之前螺紋已經損壞
基礎螺栓被澆置進去、被踩踏、被混凝土濺到,還要露天放置數週。螺紋損傷或污染要到安裝時才發現,那時鍍層早已驗收通過;而用板牙清理帶鍍層的螺紋,會把鍍層連同混凝土一起刮掉。
每批必須檢查的項目
- 1在桿的兩端各量厚度依 ISO 3497 在接觸端與遠端分別讀數,而不是取平均。在長掛件上這兩個數字確實不同,規範應把兩個位置都寫明。
- 2沿整段螺紋長度過規依 ISO 1502 以環規旋過全部螺紋長度,而不是只旋進幾扣。在長螺紋上,搬運造成的局部凸起或靠近掛鉤處的厚鍍層會讓量規中途卡住。
- 3真直度、外露長度與彎曲尺寸對 L 型或 J 型螺栓,腳長與混凝土上方的外露長度是安裝人員真正需要的。兩者都是尺寸驗收特性,而出貨前檢查得遠遠不夠。
- 4硬度,以及高等級件的烘烤紀錄依 ISO 6508-1 量硬度以確認交貨狀態,並在批次紀錄中登記電鍍完成時間與入爐時間,適用於所有高於除氫門檻的等級。時間就是控制手段。
試驗方法
工程師常問的問題
你們做基礎螺栓的熱浸鍍鋅嗎?+
不做——依 ISO 1461 或 ASTM F2329 的熱浸鍍鋅是獨立製程,不屬於我們的業務。我們提供的是三價鈍化電鍍鋅、磷酸鹽皮膜處理、熱處理與實驗室檢測。如果規範要求熱浸,那要找另一類供應商;如果規範允許指定厚度的電鍍鋅,我們可以報價。值得核對圖面到底要求哪一種,因為這兩個詞常被混用,而它們並不相同。
為什麼熱浸基礎螺栓的螺帽是鬆的?+
因為它是被刻意擴攻的。熱浸鍍層太厚,裝不進標準的 6g/6H 螺紋配合,所以螺帽在鍍鋅後擴攻,好給鍍層留出空間。手感偏鬆是規範在正常發揮作用,不是缺陷;但這也意味著該螺帽與螺栓是配對件,不應與電鍍件混用。
J 型螺栓可以在淬硬之後彎嗎?+
高強度等級不行。ASTM F1554 的 105 級以及任何淬火回火錨栓都應在熱處理之前彎製,而不是之後;冷彎已淬硬的桿料會在彎曲處留下殘留拉應力,若隨後再電鍍,那正是氫聚集的位置。36 與 55 級韌性足夠,不存在這種風險。把等級隨圖面一起寄來,我們會說明這個工序順序是否可行。
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內容依據公開標準與扣件冶金通則撰寫。所有數值均為隨零件、材料與適用規範而變的典型範圍,客戶圖面與所引標準始終優先。鍍層標註說明的是圖面可以要求的內容,並非未經試驗即可在您的零件上保證達成的結果。

