1.问题描述
机器人产品在组装过程中出现螺钉断裂，不良率约为5%。按照客户需求，分析确认螺钉断裂的根本原因。
经外观检查发现，螺钉断裂均发生在螺帽与螺杆的交接处，外观照片如图1所示。
2.分析验证-成份分析
对NG批次的来料，断裂样品（NG样品）及OK样品进行ICP成份分析。从成份上未发现明显的异常。
3.分析验证-断口形貌分析
对NG样品的断口进行清洗后观察其表面，发现断口的形貌为典型的解理断口特征，可以判定该断裂为脆性断裂。而对正常的OK样品人工折断后观察到的断口形貌与NG样品截然不同，为典型的韧窝断口特征，即为韧性断裂。
4.分析验证-结构分析
对NG批次和OK批次的来料进行切片，量测螺帽与螺杆结合位置的厚度，发现两批次的样品存在一定的差异，NG批次的较薄。
5.分析验证-金相分析
NG断裂样品：渗碳层较厚，心部晶粒尺寸较大，边缘晶粒尺寸较小；螺帽与螺杆连接处（断裂位置）已经完全淬透，韧性区已经消失。
NG批次来料：渗碳层较厚，心部晶粒尺寸较大，边缘晶粒尺寸较小；螺帽与螺杆连接处已经完全淬透，韧性区已经消失。
OK批次来料：渗碳层较薄，心部晶粒尺寸较大，边缘晶粒尺寸较小；螺帽与螺杆连接处存在韧性区（白色部分）。
6.分析验证-硬度分析
对螺帽表面进行硬度测试，发现NG批次的硬度偏上限，最大值达到HV548(供应商给出的标准硬度范围：HV450~HV550);与以往的OK批次样品的表面硬度存在一定的差异，差异约为HV50。
7.分析验证-拉力分析
对NG批次和OK批次的螺钉物料进行拉力测试发现，NG批次的拉力值比OK批次的小。由于螺杆与螺帽的连接面积极小，按照2mm2计算，则NG批次样品的抗拉强度比OK批次样品的抗拉强度小176MPa，存在明显的差异。
8.结论
由于NG批次渗碳及热处理工艺不当，导致螺钉的渗碳层及马氏体占比较高，螺帽与螺杆连接处完全淬透，使得该处脆性增大，抗拉强度下降，最终导致螺钉紧固后，由于零件对螺帽的反作用力导致螺帽断裂。
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