螺絲頭下有一層漆：0.2 mm 的橫向振動下，裸面不鬆，上了 15 µm 拉卡漆的 M4 一路鬆下去

2003 年的那個問題

提問在 2003 年 12 月 11 日貼上ねじJAPAN 的舊留言板，署名是「ねじユーザー企業（技術者）」。 他正在查螺栓鬆脫的原因，想知道塗裝這一項的影響，列了四個關鍵詞：「塗膜厚さ」「塗膜陥没」、摩擦係數的變化、塗裝狀態。

12 月 16 日有一則回答。回答者說原則上螺紋接頭的接合面應避免塗裝，並提到 JR 總研曾報告鐵道車輛的螺絲事故原因是接合面塗裝 （本站沒有讀到那份報告）。他的建議分三種情況：塗裝只為外觀，就鎖完再塗；目的是防蝕，就改用電鍍或不鏽鋼扣件； 如果可以容許塗膜受一點損傷，增鎖幾次或許能減少鬆動。

回答給了方向，沒有數字。提問者問的膜厚與摩擦係數，約十年後（2013 年 9 月）有人在實驗台上量了一部分。

實驗怎麼做

熊倉進、枝並隆太、細川修二在日本機械學會 2013 年度年次大會發表的這份 4 頁報告，同時看了潤滑劑與塗膜兩件事。 作者選大扁頭（トラス）小螺絲有一個理由：頭部外徑大，一般認為不易鬆，又好看，所以有時會用在有塗裝的地方； 但它的防鬆性能是否足夠，論文說仍不明。報告開頭也提到，已有「塗膜被壓潰而鬆脫」的事故報告例。

漆只噴在螺絲頭壓著的那塊板上，螺紋沒有上漆。所以這份實驗看的正是標題那一層：頭下承壓面與被鎖件之間的塗膜。

論文量的是軸力隨循環次數的變化，判斷標準是軸力掉超過初始值的 10% 就叫「容易鬆」。 另一個指標是 Scr，論文定義為「不發生鬆動的最大滑移幅」，振幅超過它，鬆動就變大。

軸力的水準要先記住。15 µm 那組用 750 與 1,000 N，重複噴塗那組約 720 N，換算是這支螺絲拉伸最大荷重的 14%–19%（本站計算）。 作者說這支試料在 400–1,000 N 左右就能評估鬆動特性；論文沒有把這個水準和實際產品的鎖緊預力比較，所以結果能不能推到更高的預力，這份資料沒有回答。後面解讀時要帶著這個前提。

15 µm：振幅 0.1 mm 時差一點，0.2 mm 時差到底

第一組只噴一次，膜厚 δ＝15 µm，用自動型試驗機跑 400 個循環，和不上漆的座面比。

論文的文字寫到「繼續循環下去，上漆的那組會失去夾緊力」。本站從圖 4(b) 目讀：400 個循環時，上漆的兩組從約 1,100 N 與約 750 N 分別掉到約 300 N 與約 130 N；裸面下方那組在圖末約 600 N，上方那組的曲線只畫到約 310 個循環，當時約 950 N。這些是讀圖的概略值，論文正文沒有給數字。

只看振幅 0.1 mm，會覺得一層 15 µm 的漆影響不大；振幅加倍，裸面還是不動，漆面一路往下。 這也是這份實驗最直接回答提問者「塗裝狀態」那一項的地方：同一支螺絲、同一個座面材料，差別只有那一層漆。

重複噴到 35 與 70 µm：開始鬆的振幅往下移

第二組把漆重複噴到 δ＝35 µm 與 70 µm，改用手動型試驗機，軸力約 720 N，每個條件跑 100 個循環。

這兩個膜厚之間，70 µm 開始鬆的振幅較小，在 0.2 mm 時也鬆得較徹底。作者給的機制是：塗膜被座面的面壓壓扁，壓扁的量和膜厚成正比； 振動反覆滑移時，塗膜在座面上被剝下來，這是大幅鬆動的原因，所以剝離量多的 70 µm 比 35 µm 鬆得多。 試驗前後比較漆面，試驗後的塗膜已完全剝離。

Scr 這個數字要小心讀。照論文的定義它是「不鬆的最大振幅」，但圖 5 上，35 µm 在 S＝0.15 mm 時軸力已從約 720 N 掉到約 480 N， 70 µm 在 S＝0.1 mm 時掉到約 570 N，都超過了論文自己訂的 10%。潤滑劑那一節也一樣：CRC 的 Scr 寫 0.1 mm，同一段又說 S＝0.1 mm 以上時約 100 個循環掉了 50% 以上。 和圖對得起來的讀法是：論文寫的 Scr 是「開始鬆的第一個試驗級距」，真正不鬆的上限落在它和前一級之間。35 µm 落在 0.1 到 0.15 mm 之間，70 µm 落在 0.05 到 0.1 mm 之間。

還有一點：這一組沒有和裸面放在同一張圖上比。手動型上能找到的裸面資料只有 §3.1 的一句：軸力 700 N、S＝0.05 與 0.1 mm 都不鬆。 15 µm 那組又是在另一台試驗機、另一組軸力下跑的。三種膜厚之間能比的是方向，不是精確的倍數。

扭力係數：兩次量測，方向相反

提問者問的「摩擦係數的變化」，這份論文給了兩組數字，可是兩組指向相反的方向。作者在 15 µm 那段「供參考」地列出了裸面與漆面的扭力係數 K：

同一種漆、同一個膜厚，一組量到漆面的 K 比裸面高，另一組量到比裸面低。裸面自己在兩組之間也差了 1.27 倍（0.326 對 0.257，本站計算）。 論文沒有寫這些 K 是在哪個軸力、量了幾次，作者的結論是「K 的大小與鬆動的關係目前並不明確」。

所以這份資料不能拿來回答「上了漆，摩擦係數變大還是變小」。兩組裡漆面都比裸面容易鬆，但 K 一次高一次低； 至少在這兩組數字裡，鬆不鬆和 K 的高低對不起來。作者把差異歸到座面摩擦狀態，又在重複噴塗那節補上塗膜壓扁與剝離， 這兩個說法都沒有被單獨量測驗證。

K 對現場還有另一層意義（以下是本站補充，不是這份論文的內容）：扭力法鎖緊時，同一個扭力換到多少預力和 K 有關。這兩組試驗裡，塗漆與裸面量到不同的 K，但方向相反，不足以說塗膜會讓 K 固定升高或降低。 本站另一頁講過一個扭力數字背後假設了一組摩擦條件；本站認為座面塗膜可能是讓那組假設不成立的情況之一，這份論文沒有直接驗證。

這是哪一種鬆

本站在螺絲為什麼會鬆那一頁把「鬆了」拆成兩件事：一種是螺絲被橫向位移轉回去， 另一種是螺絲沒轉，接合本身因嵌入、潛變而變短，夾持力自己不見了。那頁也提到，嵌入量是絕對距離，在小螺絲上吃掉的預力比例更大。

本站的看法是，座面塗膜可能同時碰到這兩件事；論文本身沒有這樣分類。漆被面壓壓扁，量和膜厚成正比（論文），這可能是第二種的來源；試驗用的是橫向振動，滑移剝下漆面（論文），這和第一種的驅動條件一樣。 可惜這份實驗只記了軸力，沒有量螺絲轉了多少角度，所以分不出軸力掉下來的部分裡，多少是螺絲轉回去，多少是漆被壓薄、剝掉後接合變短。 本站推測，M4 存放預力的彈性伸長本來就小，幾十微米的漆被壓掉，在這種尺寸上應該不是小數目；但這份論文沒有算這個比例，本站也不替它算。

實際怎麼做

下面是給設計與現場的判斷順序。第 2、3 點的主要建議來自 2003 年那則回答，第 4 點的「注意膜厚」來自論文作者的提醒；其餘，包括遮蔽座面、現場膜厚檢驗、對位線、依實際零件另行試驗、不依本文修改扭力，都是本站依這兩份資料整理的工程建議，不是兩份來源驗證過的結論。

1. 先確認漆在不在承壓面上。 要看的是螺絲頭下、墊圈下、螺帽下那一圈，以及兩片被鎖件互相貼合的面。漆只在周圍、不在承壓範圍內，這份實驗的情況就不適用。
2. 塗裝只為外觀：鎖完再塗。 這是那則回答的第一個建議。漆蓋在鎖好的頭上，不會夾在承壓面之間。
3. 塗裝是為了防蝕：讓扣件自己防蝕，座面不上漆。 回答建議改用電鍍或不鏽鋼扣件。被鎖件需要整面塗裝時，本站建議把承壓範圍遮蔽起來，圖面上註明座面不塗。
4. 非鎖在漆面上不可：記錄並控制累積膜厚。 作者的提醒是，會振動的機器為防蝕重複塗裝時，要注意膜厚；論文沒有說不能重塗。這組實驗裡 70 µm 比 35 µm 更早鬆、鬆得更徹底； 論文在實驗中用測微器量膜厚，本站建議現場可以把座面的膜厚列為檢驗項目（取樣與允收方式論文沒有談）。論文沒有給「多少 µm 以下就安全」的數字，本站也不給。
5. 不要用這份資料去改扭力。 漆面的 K 在兩組裡一高一低，拿任何一個值去換算新的鎖緊扭力，都可能往錯的方向修。
6. 鬆了之後，先分辨是哪一種。 鎖好時在頭和被鎖件上畫一條對位線，回來看線有沒有錯開：錯開表示螺絲轉了；沒錯開但手一摸就鬆，比較可能是接合變短，但沒錯開不能單獨排除肉眼看不出的小角度回轉。 這份實驗沒有分這兩種；對位線是本站建議的初步線索，兩份來源都沒有驗證這個做法。
7. 增鎖可以試，但要知道沒有數據撐著。 回答說，可以容許塗膜損傷的話，增鎖幾次或許能減少鬆動。論文沒有測增鎖，也沒有測漆被壓實之後的行為，效果多少不知道。
8. 振動是主要負荷時，用實際的塗裝狀態去試。 這份實驗只有一種漆、一種尺寸；換成別的塗料或別的螺絲，要用自己的零件做橫向振動試驗，而且要記下試驗振幅 （本站在「它通過振動試驗」這句話裡少了一個數字談過，試驗條件決定了結果能說什麼）。

這一頁不能下的結論

作者自己寫了「實驗數少、為初期實驗」，論文也沒有交代每個條件重複了幾次。試驗只有 M4 大扁頭小螺絲、一種噴罐拉卡漆、淬火研磨鋼座面， 軸力只有拉伸最大荷重的 14%–19%；不能推到六角螺栓、別的尺寸、較高的預力，也不能推到環氧、粉體、電著、烤漆等這份實驗沒測的塗裝系統。 15 µm 與 35／70 µm 用的是不同試驗機、不同軸力與不同循環數，三種膜厚之間不能算倍數。 35／70 µm 用的手動型試驗機往復速度不固定，座面的振動外力也沒有量到，所以結果不能對應到特定的振動頻率、速度或外力。 文中標「目讀」的軸力是本站從圖上讀的概略值。論文寫的 Scr 和它自己的定義與圖對不起來，本頁照圖解讀為開始鬆的級距；作者也說 Scr 的理論檢討留待下一份報告。 兩組扭力係數方向相反，所以本頁不說漆會讓摩擦變大，也不說會變小。作者把鬆動歸因於塗膜壓扁與剝離，這是試驗後觀察到剝離所做的推論， 沒有量螺絲的轉角，分不出旋轉鬆脫與預力流失各占多少。2003 年回答裡的 JR 總研報告，以及論文引用的汽車召回分析，本站都沒有讀到原文。

這一篇不屬於六步中的任何一步。它橫跨各步，或者發生在組裝之後。導致它的那些決定是在哪裡做的，見指定一顆螺絲，那篇寫的是順序，以及為什麼順序做反了是重工。

常見問題

螺絲頭下面的座面有漆，會比較容易鬆嗎？

在熊倉等 2013 年的初期實驗裡會。M4 大扁頭小螺絲在 0.2 mm 的橫向振動下，裸面在 750 與 1000 N 都不鬆，座面噴了 15 µm 拉卡漆的兩組都大幅鬆動；漆噴到 70 µm，0.1 mm 的振幅就開始鬆，試驗後漆面完全剝離。這只是一種漆、一種尺寸、軸力為拉伸最大荷重 14%–19% 下的結果。

漆越厚越容易鬆嗎？

這組實驗的方向是這樣：35 µm 開始鬆的振幅是 0.15 mm，70 µm 是 0.1 mm，70 µm 在 0.2 mm 時鬆得又快又完全。作者認為塗膜被面壓壓扁的量與膜厚成正比，振動時剝離造成大幅鬆動。論文沒有給安全膜厚的數字。

上了漆，扭力係數會變大還是變小？

這份論文答不了。15 µm 的兩組量測方向相反：一組裸面 0.257、漆面 0.343 以上；另一組裸面 0.326、漆面 0.264。作者寫明 K 的大小與鬆動的關係並不明確，所以不要拿這些值去改鎖緊扭力。

已經是塗裝件，要怎麼處理？

外觀用的漆鎖完再塗；需要防蝕就改用電鍍或不鏽鋼扣件，被鎖件塗裝時遮蔽承壓範圍（本站建議）；非鎖在漆面上不可，就記錄並控制累積膜厚。鬆了以後可用對位線初步分辨是否有可見的回轉。增鎖是 2003 年留言板回答的建議，論文沒有測；遮蔽、膜厚檢驗與對位線是本站建議，來源沒有驗證。

參考資料

• 熊倉進、枝並隆太、細川修二（2013）—— 潤滑剤と塗膜が小ねじのゆるみに及ぼす影響（トラス小ねじのゆるみ特性），日本機械學會 2013 年度年次大會講演論文集 S113013
• ねじJAPAN 舊留言板過去記事（2003-12-11）—— ボルトのゆるみと塗装の影響
• 螺絲為什麼會鬆：兩件不同的事共用一個詞
• 一個扭力數字，背後假設了一組摩擦條件
• 「它通過振動試驗」這句話裡少了一個數字

論文全文由本站讀過，因 PDF 文字層亂碼，數字以 J-STAGE PDF 頁面影像核對。試驗條件、K 值、Scr、膜厚與定性結果照原文；標「目讀」的軸力為本站從圖 4、圖 5 讀出的概略值；14%–19% 與 1.27 倍為本站計算。「實際怎麼做」的順序是本站整理的建議，論文沒有驗證。留言板回答提到的 JR 總研報告與論文引用的汽車召回分析，本站未讀原文。