金屬電化學(xué)打標(biāo)機(jī)

摘要 適用于單件小批量生產(chǎn)的簡(jiǎn)易電化學(xué)打標(biāo)機(jī)，是利用36V直流電源，使電解液透過(guò)打字蠟紙?jiān)诮饘倭慵砻娓g出具有一定深度的各種符號(hào)或是簡(jiǎn)單圖案、商標(biāo)等的機(jī)械。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用靈活方便，便于攜帶，特別適合于現(xiàn)場(chǎng)工作。

關(guān)鍵詞 金屬打標(biāo)機(jī)；原理；使用

中圖分類號(hào) G642.433 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 B 文章編號(hào) 1671-489X（2008）016-0157-01

在生產(chǎn)中，我們時(shí)常需要在金屬零件表面打上編號(hào)、商標(biāo)圖案等標(biāo)記，傳統(tǒng)的打標(biāo)方法有很多，如使用鋼字用榔頭敲擊，用電標(biāo)記筆手寫，還有使用激光刻蝕或是雕刻機(jī)雕刻等等，這些方法各有利弊，比如激光打標(biāo)機(jī)速度快，精度高，適合于大批量生產(chǎn)，但需要專用的設(shè)備，價(jià)格也較高。榔頭敲擊鋼字的方法雖然簡(jiǎn)便，但會(huì)嚴(yán)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(biāo)記機(jī)使用靈活，但字體不規(guī)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(jiǎn)單便捷的標(biāo)記方法。我參考“電化學(xué)打標(biāo)機(jī)”的工作原理設(shè)計(jì)制造了簡(jiǎn)易的電化學(xué)打標(biāo)記工具，其原理如圖1所示。

220 V交流電經(jīng)變壓器（可采用220 V/36 V機(jī)床工作燈變壓器）次級(jí)電流經(jīng)整流后得到36 V直流電源，正極接考件毛坯，負(fù)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(jī)打上字體的蠟紙，當(dāng)銅電極貼緊蠟紙時(shí)，電解液透過(guò)蠟紙上刻除蠟質(zhì)的間隙，在金屬便面產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)。將考件表面腐金屬蝕除一層，從而實(shí)現(xiàn)打標(biāo)記。

選用36 V直流電是因?yàn)椋绻妷禾。妶?chǎng)不容易擊穿電解液產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)，或能量不夠影響加工效果，電壓太大容易發(fā)生危險(xiǎn)。可考慮在電源上附加漏電保護(hù)裝置和熔斷保險(xiǎn)絲。電源也可選用直流穩(wěn)壓開(kāi)關(guān)電源（36 V/3 A～5 A）。打標(biāo)機(jī)停止使用時(shí)要及時(shí)切斷電源，避免發(fā)生短路燒毀變壓器甚至引起火災(zāi)。

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(xué)品商店均有銷售，而且對(duì)人體沒(méi)有危害。對(duì)于不同的金屬材料和零件表面情況，可適當(dāng)調(diào)整電解液的配比成分，由于此電化學(xué)反應(yīng)微觀情況比較復(fù)雜，不容易通過(guò)理論推到得出最佳配比效果，建議通過(guò)試驗(yàn)達(dá)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(guò)厚，以免電阻過(guò)大，影響打標(biāo)記深度和清晰度。使用一段時(shí)間后織物表面會(huì)覆蓋電化學(xué)析出物質(zhì)。影響導(dǎo)電性，需及時(shí)更換織物。紫銅電極在使用一段時(shí)間后表面會(huì)吸附析出的黑色的電化學(xué)產(chǎn)物，影響導(dǎo)電性，應(yīng)及時(shí)清除，可以用粗細(xì)適當(dāng)?shù)纳凹埢蚴卿S刀清除，電極表面需光滑平整，以保證腐蝕表面的質(zhì)量。

打字蠟紙需用針式打印機(jī)打印（可在打印時(shí)去掉色帶，以增強(qiáng)打印效果）根據(jù)所打零件材料和打標(biāo)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(guò)粗或過(guò)細(xì)，如果是技能鑒定考核的標(biāo)記一般選擇4號(hào)字體比較適中。過(guò)粗則電解液容易過(guò)多透過(guò)蠟紙滲入到零件表面，造成電化學(xué)雜散腐蝕，字體模糊不清，但字體筆畫也不能過(guò)細(xì)，過(guò)細(xì)則電解液不容易滲入透過(guò)蠟紙，造成電化學(xué)反應(yīng)間隙表明電解液不足。不能充分腐蝕，字體模糊、斷續(xù)，甚至不能腐蝕出字體圖案

如果是商標(biāo)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(guò)由于電解液過(guò)多或是過(guò)少而影響腐蝕圖案質(zhì)量。可以通過(guò)試驗(yàn)的方法確認(rèn)。

金屬打標(biāo)機(jī)適合用于平面和輪廓不太復(fù)雜的光滑曲面，但要求表面粗糙度盡可能好，對(duì)于粗糙表面，打標(biāo)機(jī)效果會(huì)明顯降低，甚至不能正常打上標(biāo)記。

該打標(biāo)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，重量輕，使用安全，電解液對(duì)人體無(wú)害，成本低，使用靈活。適合用于在工量具上打編號(hào)標(biāo)記圖案等。特別是應(yīng)用于金工技能鑒定等考試零件的防偽標(biāo)記的制作，標(biāo)記在鉗加工過(guò)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(jī)輸出的，字體規(guī)范統(tǒng)一，內(nèi)容隨意確定，打標(biāo)記工具屬于非常用工具（不像鋼號(hào)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(shí)無(wú)人能夠仿制，從而達(dá)到了較好的防偽效果。受到了各方的好評(píng)，現(xiàn)已在本市鉗工考核及技能競(jìng)賽中使用。

該打標(biāo)機(jī)也有一些不足，如打標(biāo)速度慢，不適合大批量的生產(chǎn)，腐蝕圖案字符深度有限，不適合經(jīng)常磨損的場(chǎng)合等缺陷。因而就目前使用的打標(biāo)機(jī)而言，如何充分發(fā)揮金屬打標(biāo)機(jī)的優(yōu)勢(shì)，利用好其特有的長(zhǎng)處，成為我們有必要的研究的課題。以上設(shè)計(jì)供參考，望同行指導(dǎo)。