一.螺柱断裂测试背景

某冲压厂生产之电脑顶盖系镀锌钢板冲压，铆合，组装，烤漆而成，组装段锁螺丝时，铆合在顶盖上的螺柱易发生断裂，不良率约4%。参图1，不良品只能报废，严重困扰生产现场.

分析流程

二.螺柱断裂数据分析

2.1断口形貌及成分分析

螺柱断口形貌图

表1EDS成分分析Unite:wt%

螺柱断面为撕裂状形貌，未发现氢脆特征； 

与位置2相比，位置1、3表面覆有大量颗粒状物质，经EDS鉴定为Zn； 

正常螺柱扭转断裂断口形貌应与位置2相似，断口成分应不含Zn。

断口表面Zn的可能来源有：

1.电镀Zn前螺柱表面存在孔洞缺陷，造成镀锌时，Zn渗透至螺柱内部。

2.螺柱扭断后，外来Zn污染。

2.2螺柱表面形貌和成分分析

螺柱表面形貌 表2EDS成分分析结果Unite:wt%

螺柱的表面存在很多孔洞，其形貌与成分和断面位置1、3相似； 

螺柱常规制程：六角型材>>切削>>钻孔>>攻丝>>电镀(脱脂>>水洗>>酸洗>>水洗>>电镀锌>>烘干>>除氢）>>打包出货

由此怀疑断面位置1、3检测到Zn元素可能是由于镀Zn前螺柱表面存在大量孔洞导致电镀时Zn渗入螺柱内部。

2.3切片分析

对铆合后锁螺丝断裂螺柱做纵截面切片分析，结果见图4:

断裂螺柱纵截面切片形貌

在螺柱边缘发现很多黑色的类似“孔洞”状物质在材料内部，其深度约60~70μm。

对未铆合之螺柱做切片分析，结果见图5:

图5 未铆合螺柱切片形貌

在未铆合螺柱边缘亦有很多黑色的类似“孔洞”状物质，深度约90μm；依成分结果可知其为孔洞；在位置3、4为裂缝形貌，内部含大量Zn，且有S, Cl等腐蚀性元素。

表3EDS成分分析结果Unit:wt%

由此上述现象可推断：

孔洞的产生应该是被含有S, Cl等腐蚀性元素的腐蚀液腐蚀所致，裂缝在镀Zn之前就已存在，部分孔洞在镀锌时被渗入的Zn填满。

对嫌疑不良品(铆合但未锁螺丝的螺柱）切片分析，结果见图

 嫌疑螺柱切片形貌

在已铆合但未锁螺丝的螺柱边缘也有此类腐蚀孔洞，存在很大的断裂风险； 腐蚀孔洞在有凹槽的地方特别严重，由此猜测在凹槽部位，腐蚀液残留较多，导致腐蚀严重。

2.4 螺柱硬度分析结果：

螺柱良品与不良品硬度无明显差别，说明螺柱生产所用之六角型材质量并无明显异常；
嫌疑不良品的扭矩波动很大，振幅达16kgf．cm。
螺柱芯部金相组织正常，为铁素体+硫化物,表面靠近凹槽区域存在大量黑色腐蚀孔洞，应是导致螺柱扭矩不足，发生异常断裂之主要原因。

三.螺柱断裂分析讨论

四.螺柱断裂结论

不良现象：压铆螺柱在锁螺丝过程中发生异常断裂。

失效原因：螺柱电镀制程之酸洗工段大量酸洗液未被后续水洗工段清洗干净，酸液残留在螺柱凹槽区域，造成该区域在电镀Zn前被过腐蚀，导致螺柱力学性能下降。当腐蚀过深时易在后续锁螺丝制程引起螺柱异常断裂。

责任判定：此不良责任在于螺柱电镀前处理不当。

改善措施：追查电镀制程，确保后续供货质量，组装现场做好进料品质管控。