同一批 PA6GF30，乾的貼合扭矩 5.94、濕的 3.17 N·m：含水率把自攻螺絲的窗口整段搬走，上汽大眾論文選的 6 N·m，照它自己的公式只落在 11 列的 1 列

同一批零件的兩條曲線

案例出自張少甫、魯家豹、金俠（上汽大眾）2022 年發表在《汽車工藝與材料》的〈精油分離器自攻螺釘無法擰緊到底失效分析〉。某引擎上，一根通風管用自攻螺絲鎖在分離器上。螺絲是 TP6×22，公稱直徑 6 mm；被鎖的分離器是 PA6GF30，也就是尼龍 6 加 30% 玻纖。圖面工藝是 AD18（論文說明這是扭矩法）4 N·m，論文把這個鎖付點列為 KAT B，要有擰緊曲線監控。

現場看到的是兩種曲線。一種貼合扭矩 2.5 N·m，4 N·m 鎖得到底；另一種貼合扭矩 4.5 N·m，4 N·m 還沒貼合就停了，留下間隙。貼合扭矩在論文裡的定義，是扭矩隨角度線性上升那段的最低點：論文說在這之前，扭矩花在攻牙和克服間隙，無法有效產生夾緊力。換句話說，設定值比貼合扭矩低，這顆螺絲還沒進入有效建立夾緊力的區段就停了。

順帶說這個零件的名字。論文的英文摘要把「精油分離器」譯成 essential oil separator，字面是芳香精油，放在引擎上說不通。論文沒有定義這個詞；〈主動式油氣分離器的構成和發展趨勢〉（《內燃機與配件》2024 年第 11 期）的摘要把曲軸箱通風分成預分離與「精分離器」，所以本站判斷這是引擎曲軸箱通風的油氣分離件，「精」指精分離。下文稱它油氣分離器。

孔徑不是主因，而且方向是反的

兩條曲線差了 2 N·m，第一個懷疑對象是孔。論文量了同批零件，圖面孔徑 4.75±0.1 mm，全部合格。PA6GF30 吸水後體積會變，所以作者再把零件烘乾或加濕，比較兩端：

孔大的那組，貼合扭矩反而高。作者自己寫了一般情況：其他因素相同時，孔越大扭矩越小。這裡的結果相反，所以孔徑不是最主要的因素。兩端的孔徑中間值只差約 0.07 mm，約占 ±0.1 mm 公差帶的三分之一（本站換算），兩種狀態都會被判合格。只用孔徑是否在公差內做進料判定，攔不住這兩組貼合扭矩的差異。

讀原文要留意一處筆誤。上表照論文表 1；同一節的內文把孔徑寫反了（乾態 4.753–4.757、濕態 4.813–4.828）。表 1 才與同節「含水率越高孔徑越小」「孔徑較大的乾態零件」兩句相符。轉述這篇的文章若照抄內文，機制會整個顛倒。

11 組含水率量到的兩個扭矩

排除孔徑之後，作者用烘箱（105 °C、24 小時）和溫濕度箱（95 °C、95% 濕度，1、2、24 小時）把零件調到不同含水率，再模擬裝配鎖到破壞。下表照論文表 2，最後一欄是本站算的（線性最大扭矩是論文的用語，論文沒有定義，本站讀作線性段的最大值）：

從第一列到最後一列，貼合扭矩少了 42%，線性最大扭矩少了 37%，破壞扭矩少了 27%（本站換算）。窗口的下緣掉得比上緣快，所以含水高的零件比值反而較大：破壞÷貼合從 2.2–2.4 變成 2.9–3.3。濕零件比較好鎖到底，能承受的絕對扭矩卻比較低；乾零件正好相反。原本的 4 N·m 只比 3.23% 以上那三列的貼合扭矩高；2.03–2.78% 那三列是 4.00–4.02 N·m，已經沒有餘裕。

這張表也不要讀得太細。依論文圖 4，四種處理各取 3、2、3、3 個樣，共 11 個，每個樣量 3 個位置的含水率，所以本站推論一列大概就是一個零件。11 列的分組剛好與四種處理對得上：貼合扭矩大致是 5.3–5.9、4.5–4.8、4.0、3.2–3.4 四個台階，組內不單調（0.08% 的貼合扭矩低於 0.22%），2.03% 到 2.78% 三列幾乎一樣。論文沒有給標準差，所以可信的是方向與量級，小數點第二位不要當真。

作者把原因歸到硬度：含水 0.1% 的邵氏硬度 D 讀值 82.7、84.3，3.23% 時 76.7、77.0，平均少約 6.65 點，所以濕零件較容易被攻入。這是兩個量同向變化，試驗沒有把硬度以外的因素分開。同類材料的廠商資料也指向變軟：BASF Ultramid B3EG6（PA6-GF30，論文沒有寫牌號，不一定是這一款）的拉伸模數 dry／cond. 是 9500／6200 MPa，斷裂應力 185／115 MPa。資料表這一頁沒有定義 cond. 的調濕條件，所以只當方向的旁證。

6 N·m 怎麼來，為什麼照公式只落在 1 列

知道窗口會搬，下一步是選一個數字。論文用的經驗式是 MA＝MS＋k×(MO－MS)，MS 是貼合扭矩，MO 是破壞扭矩，k 取 0.3 到 0.5；同時要求 MA 不超過 0.6×MO。論文寫明這是參考擰緊技術要求的經驗公式，沒有指出是哪一份文件。把它套到每一列，就是下表（下限與上限取自論文表 4，判定是本站做的）：

把表列值照字面代入，6 N·m 只在 3.23% 那一列完全符合。乾的兩列連區間都不存在：0.3 的下限已經超過 0.6×MO 的上限。把 11 列放在一起，最高的下限是 8.103，最低的上限是 5.946，依這條經驗式，11 列沒有共同值。

這個計數不要讀成「10 列會失效」。2.78% 那列只差 0.005 N·m，比前面說不要當真的小數點還小；公式是餘量要求，不是破壞線。單看貼合與破壞本身，全部 11 列的貼合最高 5.94、破壞最低 9.91，中間有將近 4 N·m 的共同空間。收窄這段空間的是 k 與 0.6 倍兩道餘量：只留 0.6×MO，貼合最高 5.94 與上限最低 5.946 就幾乎碰在一起。

那論文為什麼選 6？它列了一串便於管理的標準扭矩，靠近這裡的是 4.5、6、8，然後寫「綜合考慮」貼合要求與破壞餘量，沒有寫取整過程。本站的解讀如下：在 1.74–2.78% 這幾列，k＝0.3 是 6.005 到 6.753，0.6×MO 是 6.396 到 7.164。8 超過上限，4.5 低於下限，6 只差下限 0.005 到 0.753，是標準列裡最接近的。

再把 6 N·m 放回全表看，它做到兩件事。第一，高於全部 11 列的貼合扭矩，最緊的 0.22% 只高 0.06 N·m，等於 k 約 0.01。第二，9 列不超過 0.6×MO，超過的兩列是 3.71% 和 3.95%，約為破壞扭矩的 60.4–60.5%。按表列值，乾的一端幾乎沒有餘裕，濕的一端超過上限一點；這不能確認量產的貼合可靠性，論文也沒有說超限的兩列可以接受。

論文同時建議把含水率控制在 1.5% 到 3%，太高太低都不要，但沒有說明這個區間怎麼定，也沒有說明它和表 4 的下限如何協調。若只比較建議區間內已量到的 1.74–2.78% 四列，最高下限 6.753、最低上限 6.396，缺口從全表的 2.157 N·m 變成 0.357 N·m，還是沒有共同值，6 N·m 在這四列也都低於 k＝0.3（換算 k 約 0.20–0.30），但都高於貼合扭矩、都不超過 0.6×MO。這只是四個表列值的比較，不等於整個 1.5–3% 都驗證過。扭矩改成 6 N·m 之後，作者報告車間不再有鎖不到底的抱怨；論文沒有量夾緊力，也沒有追蹤後續鬆弛。

「在什麼狀態量」要寫進規格

回到開頭那句「量兩個數字」。本站螺絲鎖進塑膠與攻牙螺絲的扭矩規格從哪裡來都叫讀者在實際零件上量（那兩篇用的是鎖入與剝牙扭矩，定義和論文的貼合、破壞不完全相同），但沒有寫量的時候零件處在什麼狀態。對吸水的尼龍，這句話要補上：烘乾的件量出來的窗口，和吸了水的件是兩個窗口。

中國汽車工程學會的團體標準 T/CSAE 193-2021 把這件事寫進了方法。它管自攻螺絲鎖進熱塑性塑料的扭矩試驗：§5.1 要先依 GB/T 2918 做狀態調節（有特殊要求時由雙方協商），除另有規定（例如高低溫試驗）外，試驗環境要與調節環境相同；§6.2 每組有效樣本不少於 12 個；§7 的試驗報告要列試驗溫度和濕度。它用的是貼合與屈服扭矩加減 3 倍標準差，公式和上面論文那條不同，兩者不要混用。報告項目裡有環境溫濕度，沒有零件含水率；對這個案例，那個數字值得多記一欄。

哪個狀態才算數？廠商資料給了一個參考點。BASF 的 B3EG6 資料表寫，23 °C／50% r.h. 的平衡吸濕是 1.9–2.3%，泡水飽和是 6.3–6.9%。論文建議的 1.5–3% 與前者重疊（這是本站的對照，牌號未知，不能據此說論文的區間就是室內平衡狀態）。論文也沒有報告供貨態零件的含水率，所以現場 2.5 與 4.5 N·m 兩種曲線各對應幾 %，讀不出來；2.5 N·m 還低於表 2 的最低值 3.17，論文沒有解釋。

Bossard 的扭矩表是另一個例子，但對象要看清楚。它的 PA6.6 與 PA6.6-GF50 表是塑膠螺絲本身的鎖付扭矩，條件寫明 20 °C、在標準氣候存放到含水穩定。那不是鋼螺絲鎖進尼龍的數據，不能拿來用。可以借的是寫法：連一張參考值表都把含水條件印在表頭。

假設要把這件事寫進一張圖面，至少要回答這幾項（下面的 6 N·m 與 1.5–3% 是這個案例的值，只示範格式）：

• 扭矩與狀態寫在同一行。寫成「6 N·m，零件含水率 1.5–3%」，只有 6 N·m 的規格少了半句。
• 兩端都量。在可能出現的最乾與最濕狀態各量貼合與破壞扭矩，看扣掉你要的餘量之後窗口還有沒有交集。沒有交集，就要管含水率、改設計，或明白接受較小的餘量。這個案例的 6 N·m 按表列值換算，相當於較低的 k；論文沒有說明這是不是有意的取捨。
• 量分布。單件的平均值看不出 3σ 之後還剩多少；T/CSAE 193 的門檻是每組至少 12 個。
• 寫明誰管含水率。成型後怎麼放、放多久、進線前怎麼判定，這些要有人負責。本文的來源沒有提供時間或包裝的數字，要看壁厚與牌號，由成型廠與材料商確認。

這份資料管到哪裡

數字的適用範圍很窄：一個零件、一種 TP6×22 螺絲、一個未具名的牌號、11 個樣。6 N·m 與 1.5–3% 都不能搬到別的螺絲柱上。可以搬走的是方法：同一批零件的窗口會隨含水率移動，在這個案例裡大到讓 4 N·m 的舊設定趕不上，也讓一條經驗式在 11 列之間找不到共同值。

還有幾件事這篇論文沒有回答。加濕用的是 95 °C、95% 濕度的短時間處理，零件內外是否均勻，論文只給了 3 個位置的平均；這樣調出來的件和在倉庫慢慢吸水的件是否等效，讀不出來。擰緊轉速與試驗溫度沒有寫，而 T/CSAE 193 附錄 C 專門列了轉速的影響。鎖好之後零件繼續吸水或乾掉，夾緊力怎麼變，也不在這份資料裡；塑膠的鬆弛見螺絲鎖進塑膠。孔徑本身怎麼定，見引孔要開多大。

所以下次有人說「扭矩量過了」，後面要接的問題是：量的時候，那批零件含水幾 %？

這一篇屬於第 1 步，母材。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

PA6GF30 含水率越高，自攻螺絲的扭矩會怎麼變？

在張少甫等 2022 年的試驗裡，TP6×22 鎖進 PA6GF30 零件，含水 0.08% 時貼合／破壞扭矩是 5.62／13.64 N·m，3.95% 時是 3.24／9.93 N·m，整體隨含水率上升而下降。貼合少了 42%、破壞少了 27%，所以濕零件的破壞÷貼合比值較大，但絕對扭矩上限較低。這是單一零件、每列約一個樣的結果。

吸水之後孔變小，扭矩不是應該變大嗎？

這個案例相反。乾態孔徑 4.813–4.828 mm、貼合 5.32–5.94 N·m，高濕態孔徑 4.753–4.757 mm、貼合 3.17–3.24 N·m（論文表 1）。作者據此判斷孔徑不是主因，含水率才是。論文 §4.1 的內文把兩組孔徑寫反了，以表 1 為準。

6 N·m 可以用在其他 PA6GF30 零件嗎？

不行。6 N·m 來自這一種螺絲、這一個螺絲柱，而且論文同時要求含水率 1.5% 到 3%。本站把表 4 代入論文的經驗式重算，6 N·m 只在 1 列完全符合自訂區間，在全部 11 列都高於貼合扭矩，9 列不超過 0.6 倍破壞扭矩。別的零件要自己量。

MA＝MS＋k(MO－MS) 這條公式出自哪裡？

論文寫它是參考擰緊技術要求的經驗公式，k 取 0.3 到 0.5，並限制 MA 不超過 0.6 倍破壞扭矩，沒有指出出處。它和 T/CSAE 193-2021 的公式不同：後者用貼合與屈服扭矩的均值及 3 倍標準差，安全係數一般 0.4 到 0.6。兩條不要混用。

尼龍零件要在什麼含水狀態下量扭矩？

要在會實際組裝的狀態量，而且最好量兩端。T/CSAE 193-2021 要求依 GB/T 2918 先做狀態調節（有特殊要求時雙方協商），除另有規定外試驗環境與調節環境相同，並在報告列溫濕度。作為參考，BASF Ultramid B3EG6 在 23 °C／50% r.h. 的平衡吸濕是 1.9–2.3%；這是該牌號的值，其他材料要看各自的資料表。

參考資料

• 張少甫、魯家豹、金俠，〈精油分離器自攻螺釘無法擰緊到底失效分析〉，《汽車工藝與材料》2022 年第 5 期，頁 38–42，DOI 10.19710/J.cnki.1003-8817.20210323
• T/CSAE 193-2021《汽車用自攻螺釘在熱塑性塑料上擰緊扭矩性能試驗方法》，中國汽車工程學會，2021-06-11 發布；§3、§5.1、§6、§7、附錄 C、D
• BASF，Ultramid B3EG6 Product Information，09/2026
• Bossard，Preload and tightening torques（Fastening，01-2025），Tightening torques for plastic screws / Polyamide 6.6 and Polyamide 6.6-GF50
• 任志學、莊莎莎、王朝增，〈主動式油氣分離器的構成和發展趨勢〉，《內燃機與配件》2024 年第 11 期，頁 138–140（本站只讀摘要）
• 螺絲鎖進塑膠：先壞的是柱子，不是螺絲
• 攻牙螺絲的扭矩規格從哪裡來
• 引孔要開多大：決定它的不是螺絲外徑

試驗條件與數字來自張少甫等（2022）表 1 到表 4 與圖 2、圖 4，表格由本站重排，未使用原圖。破壞÷貼合比值、百分比、孔徑差、區間判定、缺口與 k 值換算是本站計算；表 4 的 k＝0.3、k＝0.5 與 0.6×MO 本站全部重算過，與論文相符。6 N·m 的取整過程、一列約一個樣、線性最大扭矩的讀法、「精油分離器」的詞義、與 BASF 平衡含水率的對照都是本站解讀，論文沒有這樣寫。論文提到的 VDI 2862、T/CSAE 193 引用的 GB/T 2918 與 QC/T 713、Bossard 引用的 DIN 34810 與 DIN 50014，本站沒有讀到全文。BASF 資料表頁面沒有定義 cond. 的條件。論文未標材料牌號，BASF 數值僅作同類材料對照。