內六角圓頭螺絲標記成 08.8,前面那個 0 才是重點
覺得比較好看就把內六角圓柱頭換成內六角圓頭, 你動到的是標準認定屬於結構的東西。 ISO 7380-1 的正式標題完整寫出來是 《降低承載能力的圓頭螺絲》。 那個「降低」有定義、有數字,而且打在頭上。
性能等級前面那個 0
ISO 7380-1:2022 第二版,涵蓋鋼與不鏽鋼的內六角圓頭螺絲, M3 到 M16,產品等級 A。第 5 條與表 3、表 4 列出可用的性能等級, 而標記方式不是你會預期的那樣:
| 材質 | 性能等級 | 標記為 |
|---|---|---|
| 鋼 | 8.8 | 08.8 |
| 10.9 | 010.9 | |
| 12.9 | 012.9 | |
| 不鏽鋼 | A2-70、A4-70 | A2-070、A4-070 |
| A2-80、A4-80 | A2-080、A4-080 |
前面那個 0 代表降低承載能力。 頭部的最小極限拉力是完整螺紋承載能力的 80%, 原因是頭部設計——頭部尺寸與內六角貫入深度的組合。 所以 12.9 是有的;變的是頭部撐得住多少。
我們查證之前把這件事想錯了。直覺上會猜「比較弱的頭型會表現為某些等級不提供」, 那是最順的猜法,而標準做的不是那件事。 它保留等級、把零件降額,然後把降額打在螺絲上,讓檢驗的人看得到。
實際的數字,表 4,最小極限拉力(N):
| 尺寸 | 08.8 | 010.9 | 012.9 | A2/A4-070 | A2/A4-080 |
|---|---|---|---|---|---|
| M5 | 9,120 | 11,800 | 13,900 | 7,940 | 9,120 |
| M6 | 12,900 | 16,800 | 19,700 | 11,300 | 12,900 |
| M8 | 23,400 | 30,500 | 35,800 | 20,600 | 23,400 |
對照組是 ISO 4762:2004——內六角圓柱頭螺絲, M1.6 到 M64,產品等級 A,2023 年再確認—— 它給 8.8、10.9、12.9 依 ISO 898-1,沒有降額; 不鏽鋼到 M24 給 A2-70 到 A5-70,依 ISO 3506-1。 注意不鏽鋼那組屬於 ISO 3506-1 而不是 ISO 898-1, 它們不是同一套系統裡的性能等級。
那些等級數字在講什麼,在 性能等級的數字實際上說了什麼。
同一套慣例也出現在薄螺帽的 04 與 05 上:螺帽只有一個數字。
差別實際上在哪裡
取自 ISO 4762:2004 表 1 與 ISO 7380-1:2022 表 1,單位公釐:
| 尺寸 | 標準 | dk 頭徑 | k 頭高 | s 對邊 | t 六角深度 |
|---|---|---|---|---|---|
| M5 | ISO 4762 | 8.28–8.50 | 4.82–5.00 | 4 | min 2.50 |
| ISO 7380-1 | 9.14–9.50 | 2.50–2.75 | 3 | 1.56–2.12 | |
| M6 | ISO 4762 | 9.78–10.00 | 5.70–6.00 | 5 | min 3.00 |
| ISO 7380-1 | 10.07–10.50 | 3.00–3.30 | 4 | 2.08–2.26 | |
| M8 | ISO 4762 | 12.73–13.00 | 7.64–8.00 | 6 | min 4.00 |
| ISO 7380-1 | 13.57–14.00 | 4.10–4.40 | 5 | 2.60–3.05 |
M6 的圓柱頭用 5 mm 六角匙,M6 的圓頭用 4 mm。 頭部比較寬、大約只有一半高,而內六角進去的深度大約是三分之二。
ISO 7380-1 的六角深度是一個區間,有上限。 ISO 4762 只列下限。2022 版的註 (e) 規定 tmax = kmin − wb,min, 其中 wb 是六角孔底到承面之間剩下的壁厚。 在這麼矮的頭上,內六角能挖多深是有極限的, 再深下面就沒東西了。整顆零件被降額,原因就是這個限制。
承壓面積不是問題,而且方向常常是反的
下一個很順的推論——頭比較矮所以壓的面積比較小——是錯的。 而它錯的方式值得走一遍,因為答案取決於你用的是哪一個直徑。
圓頭的外緣是圓弧,所以它的完整頭徑 dk 不是承面直徑。 標準另外定義了實際的承面外徑 dw,且 dw,min = 0.92 dk,min。 用兩份標準的 dw,min,配 ISO 273 一般通孔:
| 尺寸 | 通孔 | ISO 4762 | ISO 7380-1 | 圓頭相對圓柱頭 |
|---|---|---|---|---|
| M5 | 5.5 | 26.88 mm² | 31.79 mm² | +18.3% |
| M6 | 6.6 | 34.89 mm² | 33.13 mm² | −5.0% |
| M8 | 9.0 | 55.79 mm² | 58.71 mm² | +5.2% |
只有 M6 比較小,而且只小 5%。 如果你改用完整頭徑 dk 去算,三個尺寸都會看起來更大—— 這正是為什麼「你引的是哪一個直徑」必須講出來。
另一個聽起來合理但錯的想法:圓弧外形不代表底面是弧面。 ISO 7380-1 的圖明確定義了承面與它的基準。 圓弧在頭頂與外緣。跟圓柱頭真正不同的是有效承面直徑與外緣過渡, 不是平不平。
如果真正的顧慮是壓進軟母材的承壓,那標準給的答案比上面兩者都好。 ISO 7380-2:2022 是帶承面凸緣(collar, 標準用的字是 collar 不是 flange)的圓頭, 它的承壓面積是另一個量級:
| 尺寸 | dc,min | dw,min | 承壓面積 | 相對 7380-1 |
|---|---|---|---|---|
| M5 | 11.10 | 9.99 | 54.62 mm² | +71.8% |
| M6 | 12.90 | 11.61 | 71.65 mm² | +116.3% |
| M8 | 17.10 | 15.39 | 122.41 mm² | +108.5% |
光靠面積不能決定一個軟材接合——塑膠的潛變與應力鬆弛、 鋁材的局部壓陷、邊距、板厚與 pull-through 都還是要查。 重點是:如果你要承壓面積,ISO 7380-2 是用規格給你, 不是靠假設。獨立墊圈能做什麼、不能做什麼,在 墊圈到底在做什麼。
關於扭矩,不能推出來的那些
對邊比較小、貫入深度比較短,工具能抓的就比較少。 方向上,驅動的裕度比較小:六角孔塑性變形、角部損傷或工具破壞 比較可能先發生。這一段是站得住的工程判斷。
兩份標準都沒有按尺寸給允許的鎖付扭矩。 而那個 80% 是軸向極限拉力,不是扭矩上限—— 不能翻譯成「扭矩只能到 80%」。 ISO 16047 給的是扭矩/夾緊力的試驗條件, 不是各頭型的驅動扭矩上限表。
要算內六角的滑牙扭矩,至少要有頭部材料硬度與局部剪切/承壓強度、 六角孔與工具之間的實際公差、有效貫入深度、 工具硬度、磨耗、進入角度與是否用球頭, 再加上接觸壓力分布。那是一個試驗,不是一次查表。
相關的過度推論是「所以圓頭達不到相同的預緊力」。 這裡有兩種不同的限制,而它們的行為不一樣:
- 驅動介面——工具能不能可靠地把你要的扭矩輸進去。換更長的扳手可以提高你輸得進去的扭矩,但不會讓六角孔或頭部變強。
- 結構——頭部的軸向極限承載是螺紋的 80%。轉角法降低對摩擦的依賴,但扭矩仍然要透過頭部傳;液壓張拉或直接量伸長也補不回那 20%。
所以某一個比較低的共同目標預緊力,兩種頭型可能都做得到。 做不得的是把圓柱頭的扭矩表照抄過去。 預緊力來自接頭計算、材料、摩擦與鎖付方法——見 你的鎖緊方法把預力控制得多差。
名稱的幾件事,包括一個不存在的
扣件領域沒有 DIN 7380 這份標準。 那個 DIN 編號屬於壓筋機用的成形滾輪。 正確的德國採用版是 DIN EN ISO 7380-1:2023-04 與 DIN EN ISO 7380-2:2023-04, 而 Würth 的標準轉換表直接記著:ISO 7380-1 與 -2 沒有前身的 DIN 標準。
這件事在實務上有用,因為「DIN 7380」在亞洲的型錄與詢價單上到處都是。 它是一個業界的俗稱。圖面上如果寫了它, 報價之前先問清楚指的是哪一份文件比較安全—— 因為答案決定了上面講的標記與降額。
DIN 912 與 ISO 4762 的關係不一樣。 DIN 912:1983 自己的標題就寫著它是 ISO 4762 的修改版, 而且已經撤銷,由 DIN EN ISO 4762 取代。 把它們當成「主要幾何相應、正常使用可互換」, 而不是同一份文件的兩個名字。 我們拿不到逐格的尺寸對照,所以不宣稱每個尺寸的每個值都相同。
另外新增了兩部:ISO 7380-3:2026 與 ISO 7380-4:2026,都在 2026 年 3 月發布, 涵蓋六葉花內六角圓頭(不帶與帶 collar),M3 到 M12。 如果你想要圓頭是為了驅動而不是外形,那現在有直接的路了——見 六葉花不是 T20。
還有一個不要拿錯:ISO 14583:2011 是六葉花內凹泛頭(pan head),M2 到 M10, 跟低矮的圓頭是不同的頭型。
頭型寫上圖之前要先定的六件事
- 這個頭是在承載,還是只是把螺絲留住?那個 80% 針對的是頭部的軸向能力。
- 你的承壓計算用的是哪一個直徑,dk 還是 dw?兩者答案不同,而只有一個是承面。
- 如果顧慮的是承壓,帶 collar 的 ISO 7380-2 是不是比「希望平頭夠寬」誠實的答案?
- 有沒有人把圓柱頭表上的扭矩數字抄過來了?
- 圖面上寫的是 DIN 7380 嗎?如果是,寫的人指的是什麼?
- 你收到的零件標記上有沒有那個 0?圓頭上沒有它,值得問一句。
相關的其他篇
頭上那些數字在說什麼,在 性能等級的數字。 驅動槽本身被什麼限制住,在 驅動槽被什麼限制住; 頭與桿交界的那個圓角——另一個產品標準有定、圖面卻常忽略的特徵——在 頭下的那個圓角。
參考資料
- ISO 7380-1:2022 第二版《Fasteners — Button head screws with reduced loadability — Part 1: Hexagon socket button head screws》——第 1 條與其註(降低承載能力、80%)、第 4 條與表 1(尺寸,註 e 的 tmax)、第 5 條與表 3/表 4(性能等級、標記、最小極限拉力)
- ISO 7380-2:2022(帶 collar)表 1;ISO 7380-3:2026 與 ISO 7380-4:2026(六葉花),皆 2026 年 3 月
- ISO 4762:2004 第四版《Hexagon socket head cap screws》——第 3 條與表 1(尺寸)、第 4 條與表 2(性能等級)
- ISO 898-1(鋼的性能等級);ISO 3506-1(不鏽鋼等級);ISO 6157-3(12.9 的表面缺陷)
- ISO 273——通孔,一般系列
- ISO 16047——扭矩/夾緊力的試驗條件,不是驅動扭矩上限
- ISO 14583:2011 第二版——六葉花內凹泛頭螺絲
- DIN 912:1983(已撤銷,其標題本身即 ISO 4762 的修改版);DIN EN ISO 4762;DIN EN ISO 7380-1:2023-04 與 -2:2023-04
- Würth 標準轉換表——ISO 7380-1/-2 沒有前身的 DIN 標準
任何一個接合的允收,由你的圖面與你自己的計算決定。
這一篇屬於第 3 步,頭型。完整的順序是母材、牙、頭型、驅動、表面處理、文件;至於為什麼順序做反了是重工而不是微調,見指定一顆螺絲。
常見問題
為什麼內六角圓頭螺絲標記成 08.8 而不是 8.8?
前面那個 0 表示降低承載能力。ISO 7380-1 的完整標題就是「降低承載能力的圓頭螺絲」,它保留 8.8、10.9、12.9 這些一般性能等級,但標記成 08.8、010.9、012.9,因為頭部設計把最小極限拉力限制在完整螺紋能承載的百分之八十。不鏽鋼用同一套做法,標記為 A2-070、A4-070、A2-080、A4-080。
內六角圓頭螺絲有 12.9 嗎?
有。ISO 7380-1:2022 的性能等級表包含 12.9,標記為 012.9。等級沒有被拿掉,被降額的是零件。以 M8 為例,012.9 的最小極限拉力是 35,800 牛頓,010.9 與 08.8 分別是 30,500 與 23,400 牛頓。降額來自頭部設計,不是來自鋼材。
圓頭的承壓面積是不是比圓柱頭小?
不能當成通則,而且方向會隨尺寸改變。用兩份標準的最小承面外徑,配 ISO 273 一般通孔計算,M5 的圓頭承壓面積比圓柱頭大約多百分之十八,M8 多約百分之五,只有 M6 小約百分之五。要注意圓頭的完整頭徑不是承面直徑,因為它的外緣是圓弧。
圓頭可以鎖到跟圓柱頭一樣的扭矩嗎?
兩份標準都沒有按尺寸公布允許的鎖付扭矩,所以沒有表可以比。實務上驅動裕度比較小,因為對邊與貫入深度都比較小:M6 的圓柱頭用 5 公釐六角匙、六角深度至少 3 公釐,而 M6 的圓頭用 4 公釐六角匙、六角深度介於 2.08 到 2.26 公釐。另外頭部的軸向承載能力是螺紋的百分之八十,而那一點沒有任何鎖付方法補得回來。
有 DIN 7380 這份圓頭螺絲標準嗎?
沒有。那個 DIN 編號屬於壓筋機用的成形滾輪,不是扣件。圓頭螺絲的德國採用版是 DIN EN ISO 7380-1 與 DIN EN ISO 7380-2,而標準轉換表註明 ISO 7380-1 與 -2 沒有前身的 DIN 標準。這個詞在業界型錄上被當俗稱廣泛使用,所以圖面上出現時值得先確認指的是哪一份文件。
ISO 14583 是圓頭的六葉花版本嗎?
不是。ISO 14583:2011 是六葉花內凹泛頭螺絲,尺寸 M2 到 M10,那是另一種頭型。六葉花的圓頭螺絲是 ISO 7380-3:2026(不帶 collar)與 ISO 7380-4:2026(帶 collar),兩者都在 2026 年 3 月發布,涵蓋 M3 到 M12。
DIN 912 就是 ISO 4762 嗎?
兩者主要幾何相應、正常使用可以互換,但不是同一份文件。DIN 912:1983 自己的標題就寫著它是 ISO 4762 的修改版,之後已經撤銷,由 DIN EN ISO 4762 取代。我們沒有取得逐格的尺寸對照,所以不宣稱每個尺寸的每個數值都相同。
詢價
圖面上如果指定圓頭,請告訴我們這個頭在承載什麼。 要用平的還是帶 collar 的 ISO 7380-2,取決於被鎖的材料, 而這個決定現在做比第一次組裝之後才做便宜。