金属电化学打标机

摘要 适用于单件小批量生产的简易电化学打标机，是利用36V直流电源，使电解液透过打字蜡纸在金属零件表面腐蚀出具有一定深度的各种符号或是简单图案、商标等的机械。结构简单，使用灵活方便，便于携带，特别适合于现场工作。

关键词 金属打标机；原理；使用

中图分类号 G642.433 文献标识码 B 文章编号 1671-489X（2008）016-0157-01

在生产中，我们时常需要在金属零件表面打上编号、商标图案等标记，传统的打标方法有很多,如使用钢字用榔头敲击，用电标记笔手写，还有使用激光刻蚀或是雕刻机雕刻等等，这些方法各有利弊，比如激光打标机速度快，精度高，适合于大批量生产，但需要专用的设备，价格也较高。榔头敲击钢字的方法虽然简便，但会严重破坏零件表面，特别是不适用于薄壁等易变形零件，手写标记机使用灵活，但字体不规范。

在金工技能鉴定考试中，为了防止考生更换考件等作弊行为，需要一种简单便捷的标记方法。我参考“电化学打标机”的工作原理设计制造了简易的电化学打标记工具，其原理如图1所示。

220 V交流电经变压器（可采用220 V/36 V机床工作灯变压器）次级电流经整流后得到36 V直流电源，正极接考件毛坯，负极接铜电极；在铜电极上包覆棉纤维织物，用以吸附电解液，在考件表面覆盖用针式打印机打上字体的蜡纸，当铜电极贴紧蜡纸时，电解液透过蜡纸上刻除蜡质的间隙，在金属便面产生电化学反应。将考件表面腐金属蚀除一层，从而实现打标记。

选用36 V直流电是因为，如果电压太小，电场不容易击穿电解液产生电化学反应，或能量不够影响加工效果，电压太大容易发生危险。可考虑在电源上附加漏电保护装置和熔断保险丝。电源也可选用直流稳压开关电源（36 V/3 A～5 A）。打标机停止使用时要及时切断电源，避免发生短路烧毁变压器甚至引起火灾。

电解液用20克硝酸钠、25克氯化钠、15克草酸钠，加水溶解后稀释至100毫升配制而成。这几种材料比较容易获得，一般的化学品商店均有销售，而且对人体没有危害。对于不同的金属材料和零件表面情况，可适当调整电解液的配比成分，由于此电化学反应微观情况比较复杂，不容易通过理论推到得出最佳配比效果，建议通过试验达到理想值。

工具电极上所包裹的棉纤维织物吸水性要好，但不宜过厚，以免电阻过大，影响打标记深度和清晰度。使用一段时间后织物表面会覆盖电化学析出物质。影响导电性，需及时更换织物。紫铜电极在使用一段时间后表面会吸附析出的黑色的电化学产物，影响导电性，应及时清除，可以用粗细适当的砂纸或是锉刀清除，电极表面需光滑平整，以保证腐蚀表面的质量。

打字蜡纸需用针式打印机打印（可在打印时去掉色带，以增强打印效果）根据所打零件材料和打标字体大小的不同，选用较小字体是，需字体加粗，字体总体不宜过粗或过细，如果是技能鉴定考核的标记一般选择4号字体比较适中。过粗则电解液容易过多透过蜡纸渗入到零件表面，造成电化学杂散腐蚀，字体模糊不清，但字体笔画也不能过细，过细则电解液不容易渗入透过蜡纸，造成电化学反应间隙表明电解液不足。不能充分腐蚀，字体模糊、断续，甚至不能腐蚀出字体图案

如果是商标等图案的腐蚀，则图片需要做一定的处理，目的同样是控制电解液的量，避免过由于电解液过多或是过少而影响腐蚀图案质量。可以通过试验的方法确认。

金属打标机适合用于平面和轮廓不太复杂的光滑曲面，但要求表面粗糙度尽可能好，对于粗糙表面，打标机效果会明显降低，甚至不能正常打上标记。

该打标机结构简单，体积小，重量轻，使用安全，电解液对人体无害,成本低,使用灵活。适合用于在工量具上打编号标记图案等。特别是应用于金工技能鉴定等考试零件的防伪标记的制作，标记在钳加工过程中不易磨损，并由于打字蜡纸上的字样是由电脑排版、打印机输出的，字体规范统一，内容随意确定，打标记工具属于非常用工具（不像钢号码冲是常用商品工具，容易模仿，也不像电刻笔那样由人工描刻，字迹不易鉴定），故考核时无人能够仿制，从而达到了较好的防伪效果。受到了各方的好评，现已在本市钳工考核及技能竞赛中使用。

该打标机也有一些不足，如打标速度慢，不适合大批量的生产，腐蚀图案字符深度有限，不适合经常磨损的场合等缺陷。因而就目前使用的打标机而言，如何充分发挥金属打标机的优势，利用好其特有的长处，成为我们有必要的研究的课题。以上设计供参考，望同行指导。