金屬電化學打標機

摘要 適用于單件小批量生產的簡易電化學打標機，是利用36V直流電源，使電解液透過打字蠟紙在金屬零件表面腐蝕出具有一定深度的各種符號或是簡單圖案、商標等的機械。結構簡單，使用靈活方便，便于攜帶，特別適合于現場工作。

關鍵詞 金屬打標機；原理；使用

中圖分類號 G642.433 文獻標識碼 B 文章編號 1671-489X（2008）016-0157-01

在生產中，我們時常需要在金屬零件表面打上編號、商標圖案等標記，傳統的打標方法有很多，如使用鋼字用榔頭敲擊，用電標記筆手寫，還有使用激光刻蝕或是雕刻機雕刻等等，這些方法各有利弊，比如激光打標機速度快，精度高，適合于大批量生產，但需要專用的設備，價格也較高。榔頭敲擊鋼字的方法雖然簡便，但會嚴重破壞零件表面，特別是不適用于薄壁等易變形零件，手寫標記機使用靈活，但字體不規范。

在金工技能鑒定考試中，為了防止考生更換考件等作弊行為，需要一種簡單便捷的標記方法。我參考“電化學打標機”的工作原理設計制造了簡易的電化學打標記工具，其原理如圖1所示。

220 V交流電經變壓器（可采用220 V/36 V機床工作燈變壓器）次級電流經整流后得到36 V直流電源，正極接考件毛坯，負極接銅電極；在銅電極上包覆棉纖維織物，用以吸附電解液，在考件表面覆蓋用針式打印機打上字體的蠟紙，當銅電極貼緊蠟紙時，電解液透過蠟紙上刻除蠟質的間隙，在金屬便面產生電化學反應。將考件表面腐金屬蝕除一層，從而實現打標記。

選用36 V直流電是因為，如果電壓太小，電場不容易擊穿電解液產生電化學反應，或能量不夠影響加工效果，電壓太大容易發生危險。可考慮在電源上附加漏電保護裝置和熔斷保險絲。電源也可選用直流穩壓開關電源（36 V/3 A～5 A）。打標機停止使用時要及時切斷電源，避免發生短路燒毀變壓器甚至引起火災。

電解液用20克硝酸鈉、25克氯化鈉、15克草酸鈉，加水溶解后稀釋至100毫升配制而成。這幾種材料比較容易獲得，一般的化學品商店均有銷售，而且對人體沒有危害。對于不同的金屬材料和零件表面情況，可適當調整電解液的配比成分，由于此電化學反應微觀情況比較復雜，不容易通過理論推到得出最佳配比效果，建議通過試驗達到理想值。

工具電極上所包裹的棉纖維織物吸水性要好，但不宜過厚，以免電阻過大，影響打標記深度和清晰度。使用一段時間后織物表面會覆蓋電化學析出物質。影響導電性，需及時更換織物。紫銅電極在使用一段時間后表面會吸附析出的黑色的電化學產物，影響導電性，應及時清除，可以用粗細適當的砂紙或是銼刀清除，電極表面需光滑平整，以保證腐蝕表面的質量。

打字蠟紙需用針式打印機打印（可在打印時去掉色帶，以增強打印效果）根據所打零件材料和打標字體大小的不同，選用較小字體是，需字體加粗，字體總體不宜過粗或過細，如果是技能鑒定考核的標記一般選擇4號字體比較適中。過粗則電解液容易過多透過蠟紙滲入到零件表面，造成電化學雜散腐蝕，字體模糊不清，但字體筆畫也不能過細，過細則電解液不容易滲入透過蠟紙，造成電化學反應間隙表明電解液不足。不能充分腐蝕，字體模糊、斷續，甚至不能腐蝕出字體圖案

如果是商標等圖案的腐蝕，則圖片需要做一定的處理，目的同樣是控制電解液的量，避免過由于電解液過多或是過少而影響腐蝕圖案質量。可以通過試驗的方法確認。

金屬打標機適合用于平面和輪廓不太復雜的光滑曲面，但要求表面粗糙度盡可能好，對于粗糙表面，打標機效果會明顯降低，甚至不能正常打上標記。

該打標機結構簡單，體積小，重量輕，使用安全，電解液對人體無害，成本低，使用靈活。適合用于在工量具上打編號標記圖案等。特別是應用于金工技能鑒定等考試零件的防偽標記的制作，標記在鉗加工過程中不易磨損，并由于打字蠟紙上的字樣是由電腦排版、打印機輸出的，字體規范統一，內容隨意確定，打標記工具屬于非常用工具（不像鋼號碼沖是常用商品工具，容易模仿，也不像電刻筆那樣由人工描刻，字跡不易鑒定），故考核時無人能夠仿制，從而達到了較好的防偽效果。受到了各方的好評，現已在本市鉗工考核及技能競賽中使用。

該打標機也有一些不足，如打標速度慢，不適合大批量的生產，腐蝕圖案字符深度有限，不適合經常磨損的場合等缺陷。因而就目前使用的打標機而言，如何充分發揮金屬打標機的優勢，利用好其特有的長處，成為我們有必要的研究的課題。以上設計供參考，望同行指導。