不锈钢螺丝的锁死问题及解决方案

什么叫锁死？锁死又称咬死，指的是螺栓与螺母在紧固过程中发生咬合抱死的现象，一般发生在不锈钢螺栓与不锈钢螺母之间，所以又称不锈钢螺丝锁死或不锈钢螺丝咬死。

什么情况会发生锁死

1，电动（或气动）工具安装

1，电动工具（或气动工具，下同）快速安装。

即便在自由状态下（即不承压状态），采用电动工具快速安装304螺丝配304螺母（或316螺丝配316螺母），必然会产生锁死。至于发生锁死的概率，与电动工具速度有关，速度越快，锁死概率越高，速度越慢概率越低，在某些极限情况下如电动工具反复快速拧进拧出，以及电动工具安装锁紧螺母（含尼龙锁紧、金属锁紧、压扁锁紧螺母等），可至100%锁死。（这是一个电动工具安装不锈钢锁尼龙螺母于不锈钢螺丝的锁死案例）

但如果采用手动方式安装则不存在锁死问题，这也说明了采电动工具安装与锁死发生的相关性。

2，高强度扭紧、不平衡、倾斜与不同心安装

高强度扭紧以及不平衡安装的典型案例就是法兰盘的安装：

法兰盘作为设备的关键支撑件，安装力较大。不论有没有操作手册，我看见有太多的工人总是往死里拧，直到拧不动为止；同时法兰盘沿法兰边安装，螺丝拧紧过程中存在不平衡现象，以上两点导致锁死的机率相应较大

法兰盘是具有代表性的锁死案例，安装环境中存在类似隐患的还有如：

倾斜安装；

螺丝口与螺母对不准（即：不同心。）；

原因是什么

最核心的原因有两点：

1，粘

2，热

第一点，“粘性”是304（及316）这种不锈钢材的一种特有属性，如何理解“粘性”这一概念，我们可以想像和好的面团与石头相比，很显然面团粘性大。

物理参数：延展性，（延展性是物质的一种机械性质，表示材料在受力而产生破裂之前，其塑性变形的能力）以下是一份304不锈钢化学成分表的截图：

作为对比，我们选取了作为生产碳钢紧固件的最常用材料:10B21，这是一份10B21的成分表截图：

我用红色标注出来。我将其整理成如下的对比表（304不锈钢与10B21的延展性对比）：

上表看出304不锈钢延展性远远大于10B21碳钢。不用学习相关知识，跟据我们常识就可以体会到：在我们所熟悉的金属中，黄金，白银，铜（尤其是纯铜）延展性高，而从钨钢、高速钢延展性肯定低。

你是不是差点就要得出这样一个结论：越硬的金属延展性越低，而越软的金属延展性越高？有一定相关性但也不尽然，当然这是另一个话题，在这里不讨论。总之，304的延展性是较高的。

事实上，如果你是一名加工不锈钢材料的老师傅，肯定有这种经验：正因为其粘性与延展性的特点，304/316材料在加工时,其排屑呈挤出的皱褶状或弹簧状,而其它材料如黄铜或碳钢在车削过程中排屑呈现碎屑状或细丝状。这是我们在生产一款不锈钢螺母加工现场（为了拍照，喷油管被移开了）：

其排屑不易脱落，加工时甚至需要专人清理排屑。

说完延展性，再来看看不锈钢的导热性能，下面是一个对比表，不锈钢、碳钢与铜的导热性能对比：

上表可以看出，不锈钢不利于导热，铜的导热性好，碳钢次之。

如果你明白了不锈钢的粘性与导热性，那基本猜到锁死产生的原因了，那就是：

不锈钢本身的粘性决定了螺栓螺母容易咬合在一起，而摩擦产生的热量更是促进了这一现象发生。它的瞬间整个过程是这样的：

当不锈钢紧固件被锁紧时

牙纹间所产生的压力与热力破坏并抹去其间的氧化铬层

牙纹某一个接触点直接发生阻塞与剪切

进而发生黏着

黏着现象持续发生（通常不超过一圈完整牙径），形成一个面

不锈钢紧固件完全锁死

再也无法卸下或锁上

解决方案

不锈钢螺丝的咬死解决，不仅仅是紧固生产商单方面需要解决的，这无疑需要使用者的参考与改进。

作为供应商：
1，目前常见的解决方案是导热与润滑处理。在螺纹表面涂覆导热油及润滑油并烘干，使其加快散热、减少摩擦产生的热量，螺丝与螺母搭配使用时涂一种即可。
2，有些公司在表面镀一层腊，原理是一样的。

作为使用者：
1，事必要重新考虑电动工具的可行性方案，在保证安装效率与降低锁死机率之间寻找一个平衡点，调低电动工具的转速或许是最直观的的方法。
2，而直接涂覆防锁死油是彻底解决锁死的可选方案，这一般应用于高强度安装的螺栓螺母配合，如上面所提及的法兰盘连接，当然这种方案螺纹表面会有油。
3，当然也要避免粗爆安装，上面所提及的“往死里拧”是万万不可的，配一个扭力扳手防止为用过度。

铜、铝、钛螺丝的锁死

其实铜螺丝也容易锁死的，只是相对于不锈钢螺丝而言不是那么突出而已，质量越好的铜螺丝越容易锁死，这往往是因为质量好的铜螺母比其它含铜量高，而一些质量差的铜螺丝铅含量高而铜含量少。铜的高延展性导致它会出现锁死现象，但铜有个巨大优点，它的导热性很好，能及时将热量散放出去，所以很大呈度上又避免了锁死

铝螺丝，钛螺丝同样也存在这个问题

但碳钢螺栓就不会锁死。碳钢螺栓会直接拧断但不会锁死，原因就是碳钢相对于不锈钢而言延展性要差很多。

那么延展性这一性能参数是优点还是缺点呢？作为机械性能而言，毫无疑问是优点。简言之，只要不超出它的阀值，不锈钢可承担更长的拉伸率，这无疑在振动环境中表现更佳；而且疲劳寿命更长。只是作为锁死而言，这一性能背了黑锅。