日本では航空機などごく一部での採用にとどまるが、米国では広範に使用されている。日本のJISには並目と細目のみが採用されている。ウイットワースねじねじ山の角度55度のインチ三角ねじである。1834年に世界に先駆けて、イギリス人のホイットワース(Whitworth)により考案された。JISでも規定されていたが、1965年に廃止されている。日本では主に建築分野で使用される。管用テーパねじテーパおねじとテーパまたは平行めねじの組み合わせで使用され、気密性を必要とする管の接続に使われる。ねじ山の角度55度のインチ三角ねじで、テーパの傾きは16分の1である。最初にイギリスで規格化され、その後はJISにも導入されて日本でも広く使われている管用ねじである。その後ISOにより国際標準化された。ISOではテーパおねじ、テーパめねじ、平行めねじをそれぞれ接頭記号「R」「Rc」「Rp」で識別するが、JISの当該規格がISOに準拠する以前はテーパねじ(おねじ・めねじ共)を「PT」、平行めねじを「PS」とそれぞれ呼んでおり、現在でも慣用的に旧式の呼称が用いられる事がある。殆どの場合R・Rc・Rpと、PT・PSとは同義であるが、一部にISOには規定されていない呼び寸法がある。アメリカ管用ねじ管の接続に使われるねじ山の角度60°のインチ三角ねじである。テーパねじと平行ねじとがあり、テーパねじにおけるテーパの傾きは16分の1である。日本では一般用管用テーパねじ「NPT」や気密管用テーパねじ「NPTF」(共に接尾記号)が使用される。11:ブランク平ダイス式転造盤2つの平ダイスの間にブランクを挟んで、片側の平ダイスを横にスライドさせる間にねじ山を転造する。2:丸ダイス、又は、ローラー・ダイス(回転側)扇ダイスの端で丸ダイスとの間に挟まれたブランクが扇ダイスのもう一方の端まで回転しながら送られる間にねじ山を転造する。いくつものねじを同時に連続して転造できるので生産性が高い。7:完成品ボルトやナットといった鋼製のねじ類の中でも比較的小型で生産量の多い物の製造法について説明する[38][39]。ねじ部の加工方法は、転造による方法と切削・研削による方法に大別できる。生産量や生産性、加工精度の違いによって2つの方法が使い分けられる。いずれの方法によっても切断された鋼製の線材が材料として使用されることが多い。概ね以下の工程を経る。ボルトもナットも大きなものの材料には棒材が使われるが、小さなものはコイル状の線材を線送りローラーで直線状に直してから切断して使用される。ねじ部が切削・研削によって作られるボルトは、元となる線材の太さも完成時の呼び径や円筒部径より太いものが選ばれる。転造法ではそれより幾分細いものが選ばれる。頭部を中心に何段階かの圧造工程によって外形を形成する。量産品ではボルトフォーマとナットフォーマによって冷間圧造または、熱間圧造が行われる。ねじ部加工工程ねじ部の加工方法は「転造法」と「切削・研削法」の2つに分かれる。8.8以上の鋼鉄製ボルトに対して、ねじ部を加工する前後のいずれかで、焼き入れ焼き戻しによる熱処理が行われる。電気めっきでは水素が金属中に侵入することで水素脆化による破壊要因となるため、表面処理が必要だが強度が特に求められるボルトでは200°C程の雰囲気中で2時間程度保持することで水素を追い出す処理を行う。ナットはボルトと異なり強度が求められる場合には、高さとねじの山数を増やすことで対応できるため、比較的製造上の注意点は少ない。形状が規格の公差内に収まっているか、割れがないか、表面処理に不備がないか、などを検査する。ボルトの大きなものは量産に向かず、まず熱間圧造によって外形を形成し、さらに転造する場合でも加熱した上で熱いうちに加工する方法が採られるが、膨張と収縮による加工精度の低下に特に配慮する必要がある。タッピンねじやドリルねじのような先端に刃を持つねじは、ねじ部の加工後に足割り機と呼ばれる専用機で先端に切れ込みを入れる。ローレット加工が必要なねじは、ねじ部の加工後に平ダイスや丸ダイスで付けられるものと、ねじ部の加工工程で1つの平ダイスでねじ山の転造とローレット模様の転造を行うものがある。塑性加工属する鍛造法であり、材料を回転させながら硬質の金型に押し付けることで形を形成するものである。加工時間が短く材料の無駄も生じないが、高い加工精度は得られない。塑性変形に伴う加工硬化によって製品は硬くなる。転造工程では、塑性変形によって谷が押し込まれる分だけ山が盛り上げられることでねじ山部分が形成される。このため、切削クズのような無駄となる材料は転造では生じない。加工精度を高めるために転造後に切削・研削を行うことはある。転造を行う工作機械は転造盤と呼ばれる。おねじの場合には、ねじ山の形状を刻んだダイスで中間製品であるブランクを強力に挟み込み、間で回転させてねじ山を生成する。一般には、「ねじ転造」はこのおねじの転造加工を指す。めねじの転造は、切削タップと同様にねじ山の形状を刻んだ棒を中間製品であるフォーマーナットの穴に捻じ込んでねじ山を作るが、転造用のタップは切削用のものと異なりねじ溝を刻むための刃を持たない。転造では加工表面は変形により硬化し、またダイスとの接触で磨かれる。ナットの少量の加工では、ドリルなどを備えたボール盤とほとんど同様の姿で、加工のための転造タップを備えた縦型ねじ立て盤が主に使われる。ボルトの鍛造による量産加工では、ボルトフォーマーによって線材から太めの外形を備えた「ブランク」と呼ばれる中間製品を作り、平ダイス、丸ダイス、扇ダイスなどでねじ山を転造によって形成する。ナットの鍛造による量産加工では、ナットフォーマーによって線材から穴の開いた「フォーマーナット」と呼ばれる中間製品を作り、自動ナットねじ立て盤によって内側のねじを加工する。使った方法は、バイトのような超硬質の刃先で材料を削り落として行くことで形を形成するものである。高い精度での加工が行えるが加工に時間がかかり材料の無駄も生じるため、生産量としては少数派である。切削法ではねじの溝を掘り下げることでねじ山を作る。このため、ブランクのねじ部はねじの山の径よりも大きい必要がある。切削加工では手動や旋盤でのねじ切りダイスや切削タップ、旋盤、フライス盤やNC工作機のバイトなどによって行われ、専用のねじ切り盤もある。ねじ切りダイスはおねじ、切削タップはめねじの製作にそれぞれ用いられる。旋盤によるねじ切りは、ねじ溝の形状を有するバイトを用い、主軸の回転に対してねじのリードに等しい送りを軸と平行に与えてねじ溝を生成するもので、少量の生産に用いられる。おねじでもめねじでもバイトが変わり工作物に当てられる位置が変わる他は同様である。近代的なねじ製造法として最初に確立したもので、一般には1本のねじ溝を複数回に分けて切削する必要がある事から大量生産には向かないが、ねじ製造の基本的な工作法である。ねじ切り盤と呼ばれるねじ専用の切削加工機は、旋盤で行われるタップやダイスによるねじ切りに似るが、専用機では複数の刃が一列に刻まれたチェーザーと呼ばれる刃物を複数同時に使って多数のねじ溝を一度に切削する事により短時間でねじ切りできる。少量のナットのめねじの加工では、ドリル同様に使用でき切り屑が出る切削タップが主に使われる。ドリルで下穴を開けてからタップで切削加工を行ってゆくが手間がかかる。小型ナット用の基本的な切削タップでは、加工後に逆転させてナットをタップから抜かなければならず、生産性がさらに悪くなる。28]といった合金があり、用途に応じて使用される。29]とも呼ばれ、炭素0.53%以下でマンガン1.65%以下のものを指す。小ねじ類はSWCH材から作られることが多いのに対して、より強度が求められるボルトやナットは鉄にニッケル、クロム、モリブデンなどを加えた合金鋼で作られることが多い。ステンレス鋼13%程度のクロムを含むマルテンサイト系ステンレス鋼は高強度で耐摩擦性に優れるが耐食性が低く、代表的なSUS410がねじ類で広く使用されている。18%程度のクロムを含むフェライト系ステンレス鋼は耐食性と圧造性に優れており、代表的なSUS430が錆に強い冷間成形加工製品で使用されるが、冷間加工硬化は小さいためタッピングねじのような硬度が求められるものにはあまり適さない。18%程度のクロムと8%のニッケルを含むオーステナイト系ステンレス鋼は特に耐食性に優れている。この代表的なものにSUS304があるが、冷間加工硬化が大きいため冷間加工を行うと工具の折損や製品の割れが生じるため冷間加工には向かない。アルミニウム純アルミニウムは強度が低いためあまり使用されず、マグネシウムを加えた5000番台のものと、マグネシウムと亜鉛を加えた7000番台のものが使用される。優れて軽く、非磁性であるという特徴があるが、その中でも5000番台のものは加工性も良いのでよく使用される。7000番台のものは強度で優れるがアルミ合金の中では比較的耐食性に劣る。チタンチタンは耐食性、軽量性に優れ、非磁性であり、ほとんどの点で鉄鋼を上回る特性を持ち、生体への親和性も良い。海水に対する耐食性は高く金属疲労も起こし難いため、錆びては困り強度が求められる部分で使用されることが多い。熱伝導性は悪く、加工においては工具が磨耗しやすく、チタン自身の価格も高い。純チタン2種と呼ばれるTP340がよく使われる。優れ、非磁性であるため一部の特殊な用途に向くが、引っ張り強さのような機械的強度では劣るため構造材料には向かない。電気配線での端子止めなどにも使用される。ねじの材料には無酸素銅の他にも多様な銅合金が使用される。銅は多様な合金が存在するが、亜鉛20%以上を含む銅合金は「真鍮」や「黄銅」と呼ばれるものがねじ類の材料に使用される。銅と亜鉛の割合によって「七三黄銅」や「六四黄銅」と呼ばれるものがある。銅と亜鉛に鉛を少し加えた合金は「快削黄銅」と呼ばれ切削加工に向く。銅と亜鉛にすずを少し加えた合金は「ネーバル黄銅」と呼ばれ海水への耐食性が高い。銅にすずと少量のりんを加えた「りん青銅」も耐食性や耐摩擦性、強度が比較的高く、非磁性でもある。優れ、透明性や耐薬品性を備えたものもある。頭部だけがプラスチックで軸部は金属製の「つまみねじ」や「ノブボルト」といったねじがある。以下にプラスチックねじの材料について、個別に記す[43][44]。ポリアセタール(POM)引張強さと曲げ強さが優秀であり、摩擦係数は小さく耐摩擦性に優れる。吸振性に優れ防音に向く。強酸以外の薬品や有機溶剤に耐えるポリプロピレン(PP)プロピレンを重合させた熱可塑性樹脂で、強度が高く、吸湿性がなく、耐薬品(酸、アルカリを含む)性に優れている。ポリビニリデンフルオライド(PVDF)熱可塑性フッ素重合体のひとつで、高価であるが、高純度、高強度や耐薬品性、熱耐性に優れる。優れ、特に透明性に優れる。ガラス繊維強化ポリアミド(PA+GF50%)ポリアミド(ナイロン)にガラス繊維50%で強化したもの。非磁性に優れるため、金属の代替として使用される四フッ化エチレン(PTFE)耐熱性、耐薬品性に優れ、強い腐食性をもつフッ化水素酸にも溶けない。摩擦係数の小さい物質である。ポリフェニレンサルファイド(PPS)耐熱性・耐薬品性に優れる。熱可塑性ポリイミド樹脂(PI)極めて軽量かつ過酷な環境に強い。優れている[要出典]。目的に、以下のような表面処理が行われる[46][11][47]。電気めっき電気めっきは、陽イオンとなる金属の溶液中に対象物を漬け、対象物に電圧を掛けて陰極とすることで表面に金属を析出させるめっき法である。亜鉛めっき、ニッケルめっき、クロムめっきなどが行われる。亜鉛めっきは安価でありよく使用される。亜鉛めっきはそのままでは亜鉛が酸化されやすいので、めっき後にクロム酸塩溶液中に浸してクロメート皮膜を作るクロメート処理が行われることが多いが、クロム酸塩溶液は人体や環境に有害な六価クロムを含むため、三価クロムのような代替法が開発されている。無電解めっき無電解めっきは電気めっきのように電気を流さずに、異種金属間のイオンカ傾向の差による還元反応を利用しためっき法である。析出される膜厚が比較的均一となり、プラスチックのような電気伝導性のない材料でもめっきできる。ニッケルめっき、スズめっき、金めっき、銀めっき、銅めっきなどがあり、ねじ部品ではニッケルを90-92%、燐を8-10%含むニッケルめっきがよく行われる。アルマイト処理アルマイト処理は陽極酸化皮膜処理とも呼ばれる。電気めっきとは逆に金属皮膜を付けたい材料を陽極にして金属皮膜を付ける。アルミニウムの表面処理に利用される。黒染め黒染めは、鉄の表面に四三酸化皮膜を作る処理である。カセイソーダに反応促進剤、染料などを溶かした水溶液を140°C程度に熱して鋼鉄材料を漬けて煮る。四三酸化皮膜は鉄の酸化皮膜であるが不動態でありそれ以上の酸化を防ぐ。コストは安いが皮膜の厚みが1ミクロン程度と薄く、めっきに比べると耐食性では劣る。硬さ調整などを目的に、以下のような熱処理が行われる[48][11][47]。焼き入れ高周波焼き入れ高周波焼き入れは鉄鋼材料の外部や内部にコイルを置いてそれに高周波電流を流すことで鉄鋼材料の表面に誘導電流を生じさせ、ジュール熱によって表面のみを短時間高温にすることで焼き入れを行うものである。コイルの位置によって特定部分の表面だけを焼き入れすることも可能である。浸炭焼き入れ低炭素鋼を900°C以上に熱して炭素雰囲気中に置き、表面から炭素を拡散させる焼き入れ処理である。表面のみを炭素含有量に富む鋼鉄となり、内部は粘り強いが外部は硬い製品ができる。焼き戻し焼き入れ処理の後、硬さが上がり脆くなった材料を焼き入れの温度より低い温度で加熱してから急冷する。これによって硬さを少し下げて粘り強さを取り戻す。焼きなまし焼き戻しに似ているが、焼き入れより低い温度で加熱してから徐々に冷やしてゆく。使われるおねじ(この節内の以下では単に「ねじ」と表記する)は、引っ張り荷重、ねじり荷重、せん断荷重という3種類の外力に耐える必要がある。それぞれの荷重から、ねじに必要な直径が求められる[49][11]。引っ張り荷重編集ボルトとナットに加わる垂直方向の力ねじの軸方向に沿って加わる荷重は「引っ張り荷重」と呼ばれる。ねじの材質が均等であると仮定して、断面積当たりの引っ張り荷重に耐える強さは引っ張り強さと呼ばれ、ねじの強度を数値で示す主要な指針の1つである。[N]で以下のように表される。