CN102293487B - 多种金属组合的硬币、章坯饼及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多种金属组合的硬币、章坯饼，该硬币、章坯饼由内芯、中环或数个中环及外环组成，其内芯、中环或数个中环及外环分别为不同金属，内芯为棒材，中环或数个中环及外环为管材，采用金属二次或多次套管→冷拉拔方法制成金属复合棒料，再用切割工艺制备硬币、章坯饼；内芯、中环或数个中环和外环的形状为圆形、方形、正多边形或梅花形。本发明的硬币、章坯饼制作工艺简化，避免了冲床加工的材料浪费；可将具有特殊电磁信号的造币专用材料，作为内芯的棒材比较容易地嵌入复合棒材中，使币材具有稳定的、特殊的机读特征，达到产品机读防伪的目的。

Description

多种金属组合的硬币、章坯饼及制备方法

技术领域

本发明涉及硬币、流通币、纪念币（章）及徽章的制造领域，特别是一种多种金属组合的硬币、章坯饼，硬币坯饼是用来制造硬币的基本元素。

背景技术

双金属硬币（也称双色币），组成其硬币坯饼的不同金属材料具有鲜明的、独特的色泽反差，大众易于识别，是硬币防伪的重要技术，有利于提高大众防伪性能，已在国外一些流通硬币上成功应用，如高面值欧元等。

双色币起源于英国，1844年，英国首次制备了若干双色试制样币，面值分别为50先令、1便士、1/2便士等。至今，该系列产品还被大英博物馆馆藏。之后的138年间，世界各国均未生产发行双金属币。

1982年，世界上三个共同使用意大利里拉的国家和地区，即意大利、梵蒂冈和圣马力诺，首先同时规模化地发行了面值为500里拉的镶嵌式双金属币。之后，其它国家也开始进行双色币研发与生产的工作，但受限于当时的造币工艺，尤其是印花机的功能，产能一直不大，法国4年只生产350万枚双色币。

多年后，随着德国SCHULER公司成功研发了可用于双金属币一次性成型印花的立式MRV150和MRV200压印机，世界各国的双色币产能得以大大提升，突破了瓶颈，单次压印的生产效率可以达到400枚/分钟以上。

目前，国内外的双色币多为两种金属材料制成，两种色泽效果。如法国在1994发行的20法郎流通币，正面：现代奥运会之父顾拜旦；背面：巴黎大学及奥运五环，采用两种金属材料制成三金属效果，该枚流通币获得1994年世界硬币大奖赛最佳流通币大奖。

1997年7月1日，为庆祝香港回归，我国发行了一套2枚《庆祝香港特别行政区成立》的普通纪念币，每枚面值10元，是我国发行的第一套镶嵌式双金属币。以后，我国又陆续发行了《澳门回归》、《新世纪》等镶嵌式币品种。

目前，国内外制作的多金属双色币从材质上分，多采用合金材料，例如不锈钢、铝青铜、黄铜、镍白铜等，币材根据材料设计的不同而呈现金黄色、镍白色等色泽反差。从其形状上分，可由圆形、多边形、梅花形等多种互相组合，如内外都是圆形、外圆内多边形、内圆外多边形等。从工艺上又分为金属镶嵌工艺以及电镀包覆金属两种。

多金属镶嵌工艺也就是多金属芯、环镶嵌法，既通过合理设计、控制公差，分别制备多金属币材的内芯与外环，随后或采用内芯与外环预成型成一体坯饼后压印，或采用内芯与外环分别送料由可制作双色币的立式压印机完成材料一体成型的结合。由于采用内芯与外环分别制作后镶嵌的方法制作币材，因内芯与外环结合处不同金属流动性差异及内芯内径部分的清洗抛光“死角”，往往在内芯与外环结合处或多或少的存在暗影问题。此外，即使内环与外环采用合金板材冲裁落料的工艺，虽可实现芯、环套裁以节约制造成本，但落料工序的冲饼成品率一般只能达到75％左右，其材料的利用率较低。多金属镶嵌币材的制备方法，受其工艺、压印设备的限制，多见双金属币材。

电镀包覆金属工艺也分两类，第一类为内芯、外环分别采用不同的电镀包覆金属工艺制备，最后压印成型，加工过程较为复杂。第二类为局部电镀法，又可分为坯饼电镀与成品电镀两种方法。电镀工艺为在同种坯饼材料表面，首先通过专用漆，将无需电镀的部分遮盖，然后对坯饼进行电镀，最后去除专用漆，最终实现“双色”的效果。由于该种工艺上专用漆的步骤基本靠全手工进行，生产效率低。由于局部电镀的镀层厚度较薄，且通常不采用退火烧结工艺，如采用坯饼电镀，则有可能在后期印花时发生镀层脱落；如采用花饼成品电镀工艺，则如果在模具表面制作微缩文字等防伪效果时，会因电镀的尖端效应，引起微缩文字部位堆积电镀层而效果显著变差。

发明内容

本发明的目的是提供一种多种金属组合的硬币、章坯饼及制备方法，以提高我国造币水平。

本发明的具体技术方案是：

一种多种金属组合的硬币、章坯饼，特点是该硬币、章坯饼由内芯、中环或数个中环及外环组成，其内芯、中环或数个中环及外环分别为不同金属，内芯为棒材，中环或数个中环及外环为管材，采用金属二次或多次套管→冷拉拔方法制成金属复合棒料，再用切割工艺制备硬币、章坯饼；内芯、中环或数个中环和外环的形状为圆形、方形、正多边形或梅花形。

所述不同金属为有色金属及其合金、贵金属及其合金、黑色金属及其合金。

所述有色金属为紫铜、黄铜、镍白铜、青铜、铜合金、铝及铝合金、镍及镍合金、铌及铌合金和钛及钛合金；贵重金属为金及金合金、白金、K金、玫瑰金、银及银合金、铂及铂合金、钯及钯合金、铑及铑合金；黑色金属为不锈钢、不锈铁、铁镍合金和铁合金。

上述硬币、章坯饼的制备方法包括以下具体步骤：

a、选材

内芯的材料为实心金属棒，中环或数个中环和外环的材料分别为空心、壁厚一致的金属管材，其金属棒和金属管材的长度不超过16米；

b、酸洗

对步骤a选定的材料采用酸洗的方法进行清洁，酸洗介质为：15～25％盐酸，85～75％去离子水；

c、制备内芯-中环金属复合棒材

将金属棒穿入中环的空心金属管材中，采用撵头设备挤压，使材料的一端咬合，再采用液态冷拉拔机，将撵头后的材料从挤压模具的大端穿入、小端穿出，由拉拔机的钳口夹住，开始拉拔，形成内芯-中环金属复合棒材；将内芯-中环双金属复合棒材再次或多次穿入中环的空心金属管材中，再次或多次拉拔，形成内芯-数个中环双金属复合棒材；其中：拉拔速度为3～15米/分钟；拉拔加工率为10～30%；

d、制备内芯-中环或数个中环-外环金属复合棒料

将内芯-中环或数个中环金属复合棒材穿入外环的空心金属管材中，采用撵头设备挤压，使材料的一端咬合再采用液态冷拉拔机，将撵头后的材料从挤压模具的大端穿入、小端穿出，由拉拔机的钳口夹住，开始拉拔，形成内芯-中环或数个中环-外环金属复合棒料；其中：拉拔速度为3～15米/分钟；拉拔加工率为15～30%；

e、整形

采用矫直机矫直步骤d得到的内芯-中环或数个中环-外环金属复合棒料，并用锯床进行头尾料锯切，切成1m～5m长的棒料；

f、退火

步骤e的内芯-中环或数个中环-外环金属复合棒料光亮退火：连续光亮退火炉，450℃～750℃，保温1～4h，H₂保护，退火后棒料硬度≤150HV₁；

g、切割

采用切料机，将步骤f的棒料切割成硬币、章坯饼；坯饼厚度为1.0～10.0毫米；坯饼重量至少为2克。

本发明的有益效果：

⑴、可以实现硬币、章多色多形状，以达到公众易于识别、提高硬币、章大众防伪性能的目的。

⑵、可以将具有特殊电磁信号的造币专用材料，作为内芯的棒材比较容易地嵌入复合棒材中，使币材具有稳定的、特殊的机读特征，达到产品机读防伪的目的。

⑶、制作工艺简化，避免了冲床加工的材料浪费，可降低制造成本。

附图说明

图1、图4为本发明结构示意图；

图2为图1的截面图；

图3、图6为本发明金属复合棒料结构示意图；

图5为图4的截面图；

图7、图8、图9、图10及图11为本发明不同实施例的结构示意图。

具体实施方式

参阅图1、2及图3，本发明的硬币、章坯饼由内芯1、中环2及外环3组成，其内芯1、中环2及外环3分别为不同金属，内芯1为棒材，中环2及外环3为管材，采用金属二次或多次套管→冷拉拔方法制成金属复合棒料4，再用切割工艺制备硬币、章坯饼；内芯1、中环2和外环3的形状为圆形、方形、正多边形或梅花形。

参阅图4、图5及图6，本发明的硬币、章坯饼，由内芯1、数个中环2和21及外环3组成，其内芯1、数个中环2和21及外环3分别为不同金属，内芯1为棒材，数个中环2和21及外环3为管材，采用金属二次或多次套管→冷拉拔方法制成金属复合棒料4，再用切割工艺制备硬币、章坯饼；内芯1、数个中环2和21及外环3的形状为圆形、方形、正多边形或梅花形。

实施例1

三金属组合的金属硬币、章坯饼

⑴、准备φ13毫米HAL77-2海军黄铜棒6米，φ22×2毫米玫瑰金管6米，φ30×4毫米925银管10米。

⑵、采用酸洗的方法清洁上述金属棒材、管材，除油、除氧化层，酸洗介质为：15～25％盐酸，85～75％的去离子水。

⑶、将构成内芯的φ13毫米HAL77-2海军黄铜棒穿入构成中环的φ22×2毫米玫瑰金管中→采用撵头设备挤压，使材料的一端咬合→采用液态冷拉拔机，将撵头后的材料从挤压模具的大端穿入、小端穿出，由拉拔机的钳口夹住，开始拉拔，拉拔速度为15米/分钟；形成φ17毫米内芯-中环双金属复合棒材。

⑷、将构成内芯中环的φ17毫米双金属复合棒材穿入构成外环的φ30×4毫米925银管中→采用撵头设备挤压，使材料的一端咬合→采用液态冷拉拔机，将撵头后的材料从挤压模具的大端穿入、小端穿出，由拉拔机的钳口夹住，开始拉拔，拉拔速度为12米/分钟，形成φ25内芯-中环-外环三金属复合棒料。

⑸、采用矫直机，对上一步骤的金属复合棒料矫直。

⑹、采用锯床对矫直后的金属复合棒料进行头尾料锯切，随后切成2m长的棒料。

⑺、将锯切后的金属复合棒料光亮退火：连续光亮退火炉，600℃，保温1h，H₂保护，退火后棒料硬度≤150HV₁。

⑻、采用切料机，将退火后的金属复合棒料切割成硬币、章坯饼。

实施例2

四金属组合的金属硬币、章坯饼

⑴、准备φ10.5毫米QA15铝青铜棒6米，φ22×1毫米T2紫铜管6米，φ24.5×1毫米B30白铜管8米，φ40×4毫米H62黄铜管12米。

⑵、采用酸洗的方法清洁各种金属棒材、管材，除油、除氧化层，酸洗介质为：15～25％盐酸，85～75％的工业用水。

⑶、将构成内芯的φ10.5毫米 QA15铝青铜棒穿入构成第一中环的φ22×1毫米T2紫铜管中→采用撵头设备挤压，使材料的一端咬合→采用液态冷拉拔机，将撵头后的材料从挤压模具的大端穿入、小端穿出，由拉拔机的钳口夹住，开始拉拔，拉拔速度为13米/分钟，形成φ17毫米内芯-第一中环双金属复合棒材。

⑷、将构成内芯-第一中环的φ17毫米双金属复合棒材穿入构成第二中环的φ24.5×1毫米B30白铜管中→采用撵头设备挤压，使材料的一端咬合→采用液态冷拉拔机，将撵头后的材料从挤压模具的大端穿入、小端穿出，由拉拔机的钳口夹住，开始拉拔，拉拔速度为10米/分钟，形成φ20毫米内芯-第一中环-第二中环三金属复合棒材。

⑸、将构成内芯-第一中环-第二中环的φ20毫米三金属复合棒材穿入构成外环的φ40×4毫米H62黄铜管中→采用撵头设备挤压，使材料的一端咬合→采用液态冷拉拔机，将撵头后的材料从挤压模具的大端穿入、小端穿出，由拉拔机的钳口夹住，开始拉拔，拉拔速度为8米/分钟，形成φ30内芯-第一中环-第二中环-外环四金属复合棒料。

⑹、采用矫直机，对上一步骤的金属复合棒料矫直。

⑺、采用锯床对矫直后的金属复合棒料进行头尾料锯切，随后切成3m长的棒料。

⑻、将锯切后的金属复合棒料光亮退火：带真空锁气辊底式连续光亮退火炉，650℃，保温1.5h，H₂保护，退火后棒料硬度≤150HV₁。

⑼、采用切料机，将退火后的金属复合棒料切割成硬币、章坯饼。

实施例3

五金属组合的金属硬币、章坯饼

⑴、准备φ16毫米铁镍合金（铁80％－镍20％）棒6米，φ26×1毫米H69黄铜管6米，φ32×3毫米铝合金管8米，φ45×1毫米T2紫铜管10米，φ50×5毫米不锈钢管12米。

⑵、采用酸洗的方法清洁各种金属棒材、管材，除油、除氧化层，酸洗介质为：15～25％盐酸，85～75％的工业用水。

⑶、将构成内芯的φ16毫米铁镍合金（铁80％－镍20％）棒穿入构成第一中环的φ26×1毫米H69黄铜管中→采用撵头设备挤压，使材料的一端咬合→采用液态冷拉拔机，将撵头后的材料从挤压模具的大端穿入、小端穿出，由拉拔机的钳口夹住，开始拉拔，拉拔速度为11米/分钟，形成φ20毫米内芯-第一中环双金属复合棒材。

⑷、将构成内芯-第一中环的φ20毫米双金属复合棒材穿入构成第二中环的φ32×3毫米铝合金管中→采用撵头设备挤压，使材料的一端咬合→采用液态冷拉拔机，将撵头后的材料从挤压模具的大端穿入、小端穿出，由拉拔机的钳口夹住，开始拉拔，拉拔速度为9米/分钟，形成φ27毫米内芯-第一中环-第二中环三金属复合棒材。

⑸、将构成内芯-第一中环-第二中环的φ27毫米三金属复合棒材穿入构成第三中环的φ45×1毫米T2紫铜管中→采用撵头设备挤压，使材料的一端咬合→采用液态冷拉拔机，将撵头后的材料从挤压模具的大端穿入、小端穿出，由拉拔机的钳口夹住，开始拉拔，拉拔速度为7米/分钟，形成φ38内芯-第一中环-第二中环-第三中环四金属复合棒材。

⑹、将构成内芯-第一中环-第二中环-第三中环的φ38毫米四金属复合棒材穿入构成外环的φ50×5毫米不锈钢管中→采用撵头设备挤压，使材料的一端咬合→采用液态冷拉拔机，将撵头后的材料从挤压模具的大端穿入、小端穿出，由拉拔机的钳口夹住，开始拉拔，拉拔速度为5米/分钟，形成φ40内芯-第一中环-第二中环-第三中环-外环五金属复合棒料。

⑺、采用矫直机，对上一步骤的金属复合棒料矫直。

⑻、采用锯床对矫直后的金属复合棒料进行头尾料锯切，随后切成3m长的棒料。

⑼、将锯切后的金属复合棒料光亮退火：连续光亮退火炉，750℃，保温2h，H₂保护，退火后棒料硬度≤150HV₁。

⑽、采用切料机，将退火后的金属复合棒料切割成硬币、章坯饼。

本发明使我国的硬币产品达到、乃至超过世界造币行业公认的硬币先进水平（如500日元硬币、1欧元、2欧元硬币等）。产品的目标为：世界一流，国内领先。发展生产具有中国自主知识产权的、具有中国历史传统文化元素特征的硬币系列产品，实现中华民族与悠久的铜铸币文化情结的历史感和现代感的最佳交融，用创新生产出让世人瞩目的多金属组合的多色多形状的金属硬币。

Claims (4)

1.一种多种金属组合的硬币、章坯饼，其特征在于该硬币、章坯饼由内芯、中环或数个中环及外环组成，其内芯、中环或数个中环及外环分别为不同金属，内芯为棒材，中环或数个中环及外环为管材，采用金属二次或多次套管→冷拉拔方法制成金属复合棒料，再用切割工艺制备硬币、章坯饼；内芯、中环或数个中环和外环的形状为圆形、方形、正多边形或梅花形。

2.根据权利要求1所述的硬币、章坯饼，其特征在于所述不同金属为有色金属及其合金、贵金属及其合金、黑色金属及其合金。

3.根据权利要求2所述的硬币、章坯饼，其特征在于所述有色金属为紫铜及铜合金、黄铜、镍白铜、青铜、铝及铝合金、镍及镍合金、铌及铌合金和钛及钛合金；贵重金属为金及金合金、白金、K金、玫瑰金、银及银合金、铂及铂合金、钯及钯合金、铑及铑合金；黑色金属为不锈钢、不锈铁、铁镍合金和铁合金。

4.一种权利要求1所述的硬币、章坯饼的制备方法，其特征在于该方法包括以下具体步骤：

a、选材

内芯的材料为实心金属棒，中环或数个中环和外环的材料分别为空心、壁厚一致的金属管材，其金属棒和金属管材的长度不超过16米；

b、酸洗

对步骤a选定的材料采用酸洗的方法进行清洁，酸洗介质为：15～25％盐酸，85～75％去离子水；

c、制备内芯-中环金属复合棒材

将金属棒穿入中环的空心金属管材中，采用撵头设备挤压，使材料的一端咬合，再采用液态冷拉拔机，将撵头后的材料从挤压模具的大端穿入、小端穿出，由拉拔机的钳口夹住，开始拉拔，形成内芯-中环金属复合棒材；将内芯-中环双金属复合棒材再次或多次穿入中环的空心金属管材中，再次或多次拉拔，形成内芯-数个中环双金属复合棒材；其中：拉拔速度为3～15米/分钟；拉拔加工率为10％～30％；

d、制备内芯-中环或数个中环-外环金属复合棒料

将内芯-中环或数个中环金属复合棒材穿入外环的空心金属管材中，采用撵头设备挤压，使材料的一端咬合再采用液态冷拉拔机，将撵头后的材料从挤压模具的大端穿入、小端穿出，由拉拔机的钳口夹住，开始拉拔，形成内芯-中环或数个中环-外环金属复合棒料；其中：拉拔速度为3～15米/分钟；拉拔加工率为15％～30％；

e、整形

采用矫直机矫直步骤d得到的内芯-中环或数个中环-外环金属复合棒料，并用锯床进行头尾料锯切，切成1m～5m长的棒料；

f、退火

步骤e的内芯-中环或数个中环-外环金属复合棒料光亮退火：连续光亮退火炉，450℃～750℃，保温1～4h，H₂保护，退火后棒料硬度≤150HV₁；

g、切割

采用切料机，将步骤f的棒料切割成硬币、章坯饼；坯饼厚度为1.0～10.0毫米；坯饼重量至少为2克。

Images