1.問題描述
機器人產品在組裝過程中出現螺釘斷裂，不良率約為5%。按照客戶需求，分析確認螺釘斷裂的根本原因。
經外觀檢查發現，螺釘斷裂均發生在螺帽與螺桿的交接處，外觀照片如圖1所示。
2.分析驗證-成份分析
對NG批次的來料，斷裂樣品（NG樣品）及OK樣品進行ICP成份分析。從成份上未發現明顯的異常。
3.分析驗證-斷口形貌分析
對NG樣品的斷口進行清洗後觀察其表面，發現斷口的形貌為典型的解理斷口特徵，可以判定該斷裂為脆性斷裂。而對正常的OK樣品人工折斷後觀察到的斷口形貌與NG樣品截然不同，為典型的韌窩斷口特徵，即為韌性斷裂。
4.分析驗證-結構分析
對NG批次和OK批次的來料進行切片，量測螺帽與螺桿結合位置的厚度，發現兩批次的樣品存在一定的差異，NG批次的較薄。
5.分析驗證-金相分析
NG斷裂樣品：滲碳層較厚，心部晶粒尺寸較大，邊緣晶粒尺寸較小；螺帽與螺桿連接處（斷裂位置）已經完全淬透，韌性區已經消失。
NG批次來料：滲碳層較厚，心部晶粒尺寸較大，邊緣晶粒尺寸較小；螺帽與螺桿連接處已經完全淬透，韌性區已經消失。
OK批次來料：滲碳層較薄，心部晶粒尺寸較大，邊緣晶粒尺寸較小；螺帽與螺桿連接處存在韌性區（白色部分）。
6.分析驗證-硬度分析
對螺帽表面進行硬度測試，發現NG批次的硬度偏上限，最大值達到HV548(供應商給出的標準硬度範圍：HV450~HV550);與以往的OK批次樣品的表面硬度存在一定的差異，差異約為HV50。
7.分析驗證-拉力分析
對NG批次和OK批次的螺釘物料進行拉力測試發現，NG批次的拉力值比OK批次的小。由於螺桿與螺帽的連接面積極小，按照2mm2計算，則NG批次樣品的抗拉強度比OK批次樣品的抗拉強度小176MPa，存在明顯的差異。
8.結論
由於NG批次滲碳及熱處理工藝不當，導致螺釘的滲碳層及馬氏體佔比較高，螺帽與螺桿連接處完全淬透，使得該處脆性增大，抗拉強度下降，最終導致螺釘緊固後，由於零件對螺帽的反作用力導致螺帽斷裂。
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