某型号电脑开关按钮导套为塑胶件，为使其更加美观，需作金属化处理，即真空镀膜（PVD），但镀Al膜后在装配时发生卡钩断裂现象（如图1），导致电脑按钮无法实现正常的开关功能，严重影响产品品质。因该产品需批量生产，为此，要尽快找到产生问题的原因并提出解决方案。
图1
一、制程分析
既然是真空镀膜后出现的卡钩断裂，我们首先要从镀膜制程来分析：
工件上挂具→开炉门→进炉→关门→抽真空→加热蒸发Al丝→破真空→出炉
从整个镀膜流程看，找不出导致卡钩断裂的原因，唯一有可能的是Al丝加热，但Al丝是通过电阻丝瞬间高温升华，且距工件至少50mm以上的距离，Al分子沉积到工件上，不可能导致其有明显的升温，这似乎不是产生断裂的原因。
在真空段没有找到原因，就必需要扩大搜索范围。先从注塑开始，因在塑胶件上直接真空镀Al，其附着力不好，需要喷涂底漆，也因为Al容易氧化或脱膜，故镀Al后还需要喷保护漆，全流程如下：
注塑→退火→UV底漆+烘烤+UV固化→真空镀膜→UV面漆+烘烤+UV固化
这一过程较复杂，需要实验验证分析。试验直接在生产线上进行，主要有：注塑机、退火设备、底漆喷涂UV固化生产线、面漆喷涂UV固化生产线、真空镀膜机、产品组装线、磅力计等。
二、成型参数与应力验证
我们把工件分两种注塑成型参数，一批为成型条件A，另一批为成型条件B，每批工件又分为去应力（退火）和不去应力两种，然后完成涂装和真空镀膜的全部正常工序，试验结果如表1：
从实验数据我们可以看出：
1、不同成型条件对卡钩断裂的影响较大，其良率可以高达94%和低到10%。这是因为不同成型条件会导致ABS材料在后制程中的弹性、韧性、老化等物理特性方面产生差异，使卡钩在装配时抗变形能力产生较大差别，出现结果迥异的卡钩断裂不良率。
2、去应力退火的工序应是在应力严重的情况下才比较有用，如果不严重，增加去应力退火良率反而下降，原因可能与去应力的方法有关。
结论：成型条件不同对卡钩断裂有较大影响，但是否是唯一影响因素，无法定论，需用其它试验手段进一步验证。
三、卡够强度测试
对各工序工件，用磅力计推动卡钩直至其发生断裂，记录其推力值，即强度值如表2。
从表中我们看出：不同工序后的卡钩强度值无名显变化，也无明显规律，我们无法通过这个测试判断卡钩断裂的原因。
四、卡钩脆性断裂实验
在各工序后，我们分别取7pcs工件用手来扳卡钩以验证其是否发生脆性断裂。试验结果如表3：
从表中我们可以看出：底漆UV固化后产生了脆性断裂。由于真空镀铝之前材料已经产生脆化，因此真空镀铝工序不是产生脆化的直接原因。脆化的原因是UV光紫外线使ABS材料的高分子链中部分原子间连接较薄弱的键发生断裂，即B相（橡胶）组分产生老化，导致其韧性降低而产生脆化。
五、卡钩大小及尺寸厚度测试比较
生产线同时有两种导套A和B在生产，导套A的卡钩表面处理后进入装配线，发生了卡钩断裂，很奇怪的是导套B的卡钩却未发生断裂。通过比较发现，两种导套卡钩壁厚不同。对两种导套卡钩真空镀膜后进行强度测试，数据如表4：
从表中数据可以看出：
导套B小钩的强度明显高于导套A,这是因为其壁比导套A厚所致；而导套A大钩的强度明显高于导套B，这也与其厚度值的大小吻合。
导套B大钩的强度小于导套A,其大小钩强度的平均值也小于导套A,但在实际生产中却未出现断裂，这是什么原因？我们需要从两者的结构进行分析(如图2)：
通过结构比较发现，导套B中心园为开口式结构，弹性较好，能承受较大变形而不易断裂；导套A中心园为封闭式结构，刚性和强度较好，但弹性和抗变形能力较差，易发生脆性断裂。这说明，卡钩强度不是影响卡钩断裂的主要因素，而导套结构对卡钩断裂有较大影响。
六、结论及改善对策
根据上述实验数据及结构分析，得到卡钩断裂的原因如下：
1、成型参数：有重大影响；
2、UV固化：是主因；
3、结构设计：有重大影响。
改善对策我们从两方面来考虑，即短期对策和长期对策。短期对策主要从制程上考虑：
1、优化注塑成型参数；
2、降低UV光强度或缩短光照时间。
通过这两种方案的实施大幅提高了产品良率，但未彻底解决问题。要彻底解决问题，也需要从两个方面入手：
1、从设计入手，适当改变产品结构及尺寸：
a.采用类似于导套B的开口式中心园结构；
b.对卡钩尺寸作适当修改，可减少卡钩的装配变形量0.72mm，若进一步修改还可减少总计1.32mm的变形量（此处略去具体计算过程）；
c.将卡钩与中心园连接处直角改R角，可减少应力，增加强度。
2、从导套材料入手，在导套ABS材料中加抗UV添加剂或将ABS材料直接改为PC+ABS。
实际生产过程中我们是先改善制程暂时解决问题，后从结构设计和材料入手彻底解决了电脑导套卡钩断裂问题。
来源：*义均材料表面处理在线。
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