螺钉是一种带螺纹的紧固件，能够将旋转力转化为线性夹紧力。螺旋状的螺纹缠绕在圆柱形或锥形螺杆上；旋转螺钉头会将螺纹旋入配合材料中，从而沿螺钉轴线产生拉力，将连接的部件拉紧在一起。.
螺纹是螺钉与钉子的区别所在。钉子依靠摩擦力和材料位移来固定；而螺钉则依靠机械咬合来固定——螺纹侧面与材料紧密贴合，既能抵抗拔出，又能防止因振动而松动。因此，当接头必须承受循环载荷、热膨胀或因维护而需要拆卸时，螺钉便成为首选。 螺钉的直径范围从不足1毫米（M0.6表用螺钉）到超过50毫米（锚栓），涵盖了其间所有工程连接。.
旋转螺栓会产生扭矩。螺旋螺纹将扭矩转化为轴向力，每旋转一圈，紧固件便向前移动一个螺距。螺纹侧面以一定角度（统一螺纹和公制螺纹通常为60°）楔入配合材料中，通过机械咬合防止松动。.
夹紧力来源于弹性拉伸。当螺栓头就位后，进一步旋转会使螺栓杆在弹性极限范围内发生拉伸。这种拉伸如同绷紧的弹簧一样储存能量，即使接头发生沉降或材料发生蠕变，也能保持夹紧载荷。 啮合类型决定了选型：自攻紧固件会自行切削或成形与之匹配的螺纹；而机加工型紧固件则与螺母或攻丝孔中预先切削好的螺纹啮合。.
螺钉的分类依据是其螺纹与工件的配合方式。这一决定——自攻型还是预攻丝型——将决定材料的兼容性、安装工具以及接头设计。.
自攻螺钉 在安装过程中无需自行形成或切削配合螺纹。螺钉在旋入过程中会自行形成螺纹路径。该系列包括木螺钉、用于金属和塑料的自攻螺钉、自钻螺钉、滚丝螺钉、刨花板螺钉以及石膏板螺钉。.
机牙螺钉 与现有的螺纹（无论是攻丝孔还是螺母）相配合。螺钉和配合部件上的螺纹均按标准轮廓（ASME B1.1、ISO 68-1）预先成型。该系列包括机螺钉、沉头螺钉和带肩螺钉。.
手动螺钉 这些螺钉采用手动操作，并经过优化，可实现免工具调节。带滚花头或蝶形头的翼形螺钉就属于这一类。.
装配紧固件 将预钻孔板材的两侧从相对的两面连接起来。紧固柱——也称为“芝加哥螺钉”或“六角螺栓”——是最常见的类型。.
| 类型 | 螺纹机构 | 典型材料 |
|---|---|---|
| 木螺钉 | 锥形柄、粗牙、钻头或17型螺旋钻头 | 实木、胶合板、木材 |
| 自攻螺钉 | 成形攻丝（材料挤压）或切削攻丝（切屑去除） | 厚度≤1/4英寸的钣金、塑料、铝材 |
| 自钻螺钉 | 钻头尖端与自攻螺纹一次完成；无需预钻孔 | 钣金、钢结构、屋面工程 |
| 滚丝螺钉 | 零间隙成形；无切屑，无切削 | 延性金属、塑料、压铸合金 |
| 刨花板螺钉 | 粗牙螺纹，专为刨花板和中密度纤维板优化设计 | 人造板、中密度纤维板（MDF）、定向刨花板（OSB） |
| 石膏板螺钉 | 细牙、喇叭头、磷化处理、经表面淬火处理以提高脆性 | 石膏板固定在木质或钢制龙骨上 |
| 类型 | 螺纹标准 | 典型应用 |
|---|---|---|
| 机牙螺钉 | ASME B1.1（UNF/UNC）或 ISO 68-1（M型） | 金属上的攻丝孔、螺母、螺纹嵌件 |
| 紧定螺钉 | 全螺纹，无螺帽，用内六角扳手拧紧 | 轴套、皮带轮、轴上的齿轮 |
| 肩螺钉 | 头部与螺纹之间经过精密磨削的无螺纹肩部 | 模具中的枢轴点、直线轴承、脱料板 |
| 类型 | 显著特征 | 典型应用 |
|---|---|---|
| 手拧螺钉 | 带滚花、翼形或叶状突起的头，便于用手拧紧 | 检修口、摄像头支架、可调节固定件 |
| 接线柱 | 两件式：带螺纹筒体 + 配套螺钉，从相对两侧组装 | 皮具、书籍装帧、面板组装 |
大多数为钢制——碳钢或不锈钢——并配有与环境相适应的涂层。材料选择规则适用于所有类型。.
| 材料 | 耐腐蚀性 | 典型成本倍数与镀锌钢的对比 | 应用领域 |
|---|---|---|---|
| 碳钢，镀锌 | 仅限室内环境使用（5–8 µm 电镀锌） | 1×（基线） | 室内家具、橱柜、一般组装 |
| 碳钢，热浸镀锌 | 户外结构型，UC4A 接地型 | 1.5–2× | 露台框架、围栏横杆、凉棚 |
| 碳钢，黑氧化处理 | 几乎没有抗腐蚀性 | 1× | 设计风格：深色木材、黑色五金件 |
| 304/305不锈钢 | 户外通用、防雨、耐轻度化学品 | 2–3× | 甲板板、外墙饰条、食品设备 |
| 316不锈钢 | 沿海咸水、海洋飞溅区 | 3–4× | 造船、码头、海水码头 |
| 黄铜 | 室内装饰用，户外轻微氧化 | 3–5× | 高档家具、船舱内木工、建筑木制品 |
| 硅青铜 | 完全耐盐水 | 5–6× | 木制船体、海水码头 |
300系列不锈钢具有非磁性，且在机加工过程中会发生加工硬化。316型通过添加2–3%摩尔比的钼来提高抗氯化物点蚀性能——这是距离海水5公里范围内使用的紧固件所要求的最低等级。.
| 驱动 | 扭矩传递 | Cam-Out | 生产适用性 |
|---|---|---|---|
| 开槽的 | 最低 | 固有特性——驾驶员在车辆处于扭矩作用下走出车外 | 仅限修复工作 |
| 菲利普斯 | 中等 | 设计为在受控扭矩下脱开 | 全体会议 |
| Pozi (PZ) | 比飞利浦更好 | 简化——十字形臂之间多出的肋条 | 总装，飞利浦升级 |
| Square（罗伯逊） | 高 | 最小值——驱动器在凹槽条之前发生滑动 | 生产线 |
| Torx / 星形 (T) | 最大值 | 无 | 生产线，冲击扳手 |
方头螺钉和托克斯螺钉在工业木工和金属装配领域占据主导地位。十字槽螺钉在消费类五金和通用紧固领域仍为首选，其可控的滑脱机制可防止扭矩过大。一字槽螺钉则在修复和复原工作中得以保留，因为符合时代特征的紧固件在美学上具有重要意义。.
选拔流程包括三个决策环节。每一步都会缩小候选范围。.
步骤 1：螺纹啮合方法
第一个问题就淘汰了目录中的一半内容。.
紧固件必须在工件上自行切出螺纹 → 自攻螺钉系列
工件上已有攻丝孔，或者将使用螺母 → 机械螺纹族
反复用手拧紧和松开 → 手动操作（翼形螺钉）
需要将两块面板从相对的两侧连接起来 → 组装（接线柱）
步骤 2：工件材料与环境
在选定的材料系列中，材料相容性和耐腐蚀性进一步缩小了选择范围。.
木材、胶合板、原木 → 木螺钉
金属板 ≤1/4 英寸，塑料型材 → 自攻螺钉或自钻螺钉
人造板（中密度纤维板、定向刨花板、刨花板）→ 刨花板专用螺钉
将石膏板固定在龙骨上 → 石膏板螺钉
金属对金属，带螺纹孔 → 机螺钉
轴上安装件（皮带轮、齿轮、卡箍）→ 固定螺钉
需要精密对准的铰接接头 → 肩螺钉
户外环境且接触海水 → 选用合适的316不锈钢或硅青铜
第 3 步：刀头样式、驱动方式和尺寸
最后一步是将紧固件与装配条件相匹配。.
隐藏式紧固件 → 平头沉头，安装后填平
外露螺钉 → 椭圆头、圆头或盘头
配备冲击扳手的生产线 → Torx 驱动头，全螺纹设计，经涂层处理以降低拧紧扭矩
空间受限的手动组装 → 翼形螺钉
尺寸 → 螺纹啮合长度：木材中应≥下件厚度的一半；金属中应≥直径的1.5倍，以确保螺纹达到最大强度
螺钉和螺栓有什么区别？ 螺钉与工件上预先成形或自成形的内螺纹啮合。螺栓穿过通孔并与螺母啮合。螺栓通过旋转螺母来拧紧；螺钉则通过旋转其头部来拧紧。.
可以在攻丝孔中使用自攻螺钉吗？ 不。自攻螺钉会损坏预切的螺纹。这两种螺纹的轮廓不兼容——机螺钉螺纹有明确的公差等级（例如 6g/6H），而自攻螺纹是通过变形或切削材料形成的；它们无法与已加工好的螺纹啮合。.
如何在304和316不锈钢之间做出选择？ 304 适用于一般户外环境。316 适用于距离海洋 5 公里以内的沿海盐水环境、接触化学物质的环境，或任何可能发生氯化物点蚀风险的环境。316 的价格比 304 高出约 30–40%。 与更换生锈紧固件所需的人工成本相比，这种价格差异微不足道。.
在生产环境中应该使用哪种驱动类型？ Torx。它能在完全避免滑脱的情况下传递最大扭矩。螺丝刀头和凹槽作为一个整体共同磨损。方形（罗伯逊）是第二选择——它能在不借助磁力的情况下将紧固件固定在刀头上。十字头仅适用于小批量装配。.
所有螺钉都需要先钻导向孔吗？ 不。自钻螺钉（Tek螺钉）能够自行钻孔。对于规格为#8及更小的木螺钉，其17型螺旋钻头在软木中可省略导向孔。所有其他木螺钉和所有机螺钉均需预先钻孔或攻丝。.
如何防止不锈钢紧固件与铝之间发生电化学腐蚀？
