DE2633323A1

DE2633323A1 - METALLIC COINS MANUFACTURING METHOD

Info

Publication number: DE2633323A1
Application number: DE19762633323
Authority: DE
Inventors: Hubert Dr Bildstein; Rudolf Dr Machenschalk; Siegfried Dr Schider
Original assignee: Metallwerk Plansee GmbH
Current assignee: Metallwerk Plansee GmbH
Priority date: 1975-07-28
Filing date: 1976-07-24
Publication date: 1977-02-17
Also published as: ATA584175A; AT342875B; CA1086992A; CH623731A5; GB1562712A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von metallischen Münzen.The invention relates to a method for producing metallic coins.

Es ist bislang die Regel, zur Herstellung von Münzen von einer Metallschmelze auszugehen und Bleche bzw. Bänder in der Dicke der daraus zu formenden Münzen anzufertigen, die Münzrohlinge aus den Metallbändern auszustanzen, die Oberfläche der Rohlinge nachzuarbeiten und schließlich die Münzen zu prägen. Die beim Stanzen anfallenden, recht erheblichen Metallabfälle müssen aufgearbeitet und einer neuen Schmelzcharge zugegeben werden.So far it has been the rule to start with a molten metal for the production of coins and use sheets or strips in the thickness of the coins to be formed therefrom, the Punch out coin blanks from the metal strips, rework the surface of the blanks and finally the coins to coin. The quite considerable metal waste that occurs during punching has to be reconditioned and a new one Melt batch are added.

Lediglich auf dem Gebiet der nicht als Zahlungsmittel dienenden, geprägten Kunststoffmünzen erfolgt die Herstellung mitunter aus Kunststoffgranulaten. Üblicherweise wird das Pressen und Prägen der Kunststoffmünze in einem ArbeitsgangProduction takes place only in the field of embossed plastic coins that are not used as a means of payment sometimes made of plastic granules. Usually this will be Pressing and embossing of the plastic coin in one operation

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nach einem Heißpreßverfahren vorgenommen. Darüberhinaus ist bekannt, ausgehend von Metallpulver Bleche und Bänder zu walzen und die weitere Münzherstellung nach konventionellen Verfahren vorzunehmen.made by a hot pressing process. In addition, is known, starting from metal powder to roll sheets and strips and the further coin production according to conventional Proceeding.

Mit der Verwendung einer Münze als Zahlungsmittel bzw. als Sammelobjekt stellt sich stets die Frage nach der Echtheit. Die Maßnahmen zum Schutz gegen Fälschungen sind bis heute überwiegend auf eine aufwendige Prägung und in nur geringem Umfang auch auf Werstoffmerkmale, wie spezifisches Gewicht bzw. Legierungszusammensetz'ung beschränkt. Die Erfahrung lehrt jedoch, daß Falschmünzen recht häufig hergestellt und oftmals über lange Zeiträume hinweg unbemerkt in Verkehr gebracht werden konnten. Die Fertigung "praktisch" echter Münzen ist vor allem deshalb nicht allzu schwierig, weil die Falschmünzen nur in relativ leicht nachvollziehbaren Prägemerkmalen mit echten Münzen übereinstimmen müssen, nicht aber auch in ganz spezifischen Werkstoffmerkmalen, die durch einfache, möglichst zerstörungsfreie Werkstoffprüfung feststellbar sind.With the use of a coin as a means of payment or as a collector's item, the question of authenticity always arises. The measures to protect against counterfeiting are to this day predominantly based on an elaborate coinage and only to a small extent Scope also on material characteristics, such as specific weight or alloy composition limited. Experience shows, however, that counterfeit coins are produced quite frequently and could often be marketed unnoticed over long periods of time. The production "practical" real coins is not particularly difficult because the counterfeit coins are only relatively easy to understand Embossing features must match real coins, but not also in terms of very specific material features, through simple, as non-destructive material testing as possible are detectable.

Falschmünzen verursachen unentwegt große volkswirtschaftliche Schäden und durch gefälschte Sammelobjekte entstehen auch dem Einzelnen bisweilen große Vermögensverluste. Schon aus der Verpflichtung des Staates heraus, bestmöglich Vorsorge zum Schutz des Privateigentums zu treffen, ist ein großes Bedürfnis herleitbar, die im Staatsmonopol befindliche Münzherstellung so fälschungssicher wie möglich zu machen .Counterfeit coins incessantly cause great economic losses Damage and counterfeit collectibles can also result in large financial losses for the individual. Nice from the state's obligation to take the best possible precautions to protect private property is a There is a great need to make the coin production, which is part of the state monopoly, as forgery-proof as possible .

Die Aufgabe dieser Erfindung besteht einmal darin, in einem fortschrittlichen Münzherstellungsverfahren die Aufbereitung der beim Stanzen anfallenden Metallreste hinfällig zu machen,The object of this invention is, on the one hand, the processing in an advanced coin production process to make the metal scraps that occur during punching obsolete,

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vor allem aber darin, ohne große Mehrkosten verursachenden Aufwand den Fälschungsschutz der Münzen wesentlich zu erhöhen .but above all in increasing the counterfeit protection of the coins without major additional costs .

Erfindungsgemäß werden zur Münzherstellung pulvermetallurgische Verfahrensschritte angewandt und es wird unter Ausnützung sich hieraus ergebender, spezifischer Möglichkeiten zur Werkstoffkennzeichnung, mittels geringfügiger Zusatzmaßnahmen zum üblichen Herstellungsablauf, wie einer inhomogenen Verteilung der Legierungskomponenten innerhalb des Münzrohlings oder eines homogen verteilten bzw. lokalen FremdstoffZusatzes im Rohling oder auch durch gezielte Beeinflussung des metallischen Gefüges im Rohling, ein hoher Grad an Fälschungsschutz erreicht.According to the invention, powder metallurgy is used for the production of coins Process steps are applied and the specific possibilities resulting therefrom are used for material identification, by means of minor additional measures to the usual production process, such as an inhomogeneous distribution of the alloy components within of the coin blank or a homogeneously distributed or local foreign matter additive in the blank or through targeted Influence of the metallic structure in the blank, a high degree of protection against forgery achieved.

In einer bevorzugten Ausführungsform werden Münzrohlinge aus einer Ag-Cu-Legierung mit 64· Gew.% Ag-Anteil gefertigt. Die erschmolzene Legierung wird zu Pulver von durchschnittlich ca. 20 my Korngröße verarbeitet. Es ist zweckmäßig, das Pulver nach bekannten Verfahren zu granulieren. Zum Schutz gegen Fälschungen mischt man 1 Gew.% Wolframpulver etwa gleicher Korngröße homogen unter das Legierungspulver. Sodann wird die genau dosierte Pülvermenge in einer Presse mit beidseitig beweglichen, polierten Stempeln auf ca. 60 % theoretischer Dichte vorgepreßt. Der Grünling wird anschliessend bei Temperaturen zwischen 650 und 700 C, also deutlich unterhalb des Schmelzpunktes der Legierung ca. 2 Stunden lang unter H--Schutzgasatmosphäre gesintert. Dabei schrumpft der Münzrohling und erreicht eine Dichte von ca. 99 %. Die Wolfram-Beimengung bleibt auch nach der Sinterung homogen im Münzrohling verteilt. Das ist ein ausschließlich mittels pulvermetallurgischer Verfahren erzielbares Ergebnis. HätteIn a preferred embodiment, coin blanks are made from an Ag-Cu alloy with 64% by weight Ag content. The melted alloy is processed into powder with an average grain size of approx. 20 my. It is advisable to granulate the powder according to known methods. To protect against counterfeiting, 1% by weight of tungsten powder of approximately the same grain size is mixed homogeneously with the alloy powder. The precisely dosed amount of powder is then pre-pressed to approx. 60% theoretical density in a press with polished punches that can be moved on both sides. The green compact is then sintered at temperatures between 650 and 700 C, i.e. well below the melting point of the alloy, for approx. 2 hours under an H protective gas atmosphere. The coin blank shrinks and reaches a density of approx. 99%. The tungsten admixture remains homogeneously distributed in the coin blank even after sintering. This is a result that can only be achieved using powder metallurgy processes. Would have

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man nämlich den Wolframzusatz der Ag-Cu-Schmelze zugegeben, so wäre er auf den Boden des Schmelztiegels abgesunken und dadurch für die weitere Metallblechherstellung verloren gewesen. Die Abmessungen für den vorgepreßten Grünling sind so gewählt worden, daß der Rohling nach dem Sintern etwas dicker als das Sollmaß und sein Durchmesser ca. 3 % geringer als der geforderte Solldurchmesser ist. Die Münzrohlinge müssen demzufolge nach dem Sintern in einem Nachpreßvorgang auf ihre Sollmaße gebracht werden. Die Münz.rohlinge werden sodann nach gebräuchlichen Verfahren weißgesiedet, das heißt, der Kupferanteil der Legierung wird oberflächlich oxidiert und herausgelöst, wodurch sich Silber an der Oberfläche anreichert. Es empfiehlt sich, den Münzrohling vor dem Prägen oberflächlich zu polieren. Ersatzweise kann das Polieren gleichzeitig mit dem Nachpressen im Anschluß an das Weißsieden erfolgen. Die Prüfung auf Echtheit der Münzen, das heißt, der Nachweis des Wolfram-Fremdmetalls und seiner homogenen Verteilung in der Münze erfolgt zerstörungsfrei mittels Röntgendurchstrahlung und Auswertung der Durchstrahlungsintensität.If the tungsten was added to the Ag-Cu melt, it would have sunk to the bottom of the crucible and would have been lost for further sheet metal production. The dimensions for the pre-pressed green compact have been chosen so that the blank after sintering is somewhat thicker than the nominal size and its diameter is approx. 3 % smaller than the required nominal diameter. The coin blanks must therefore be brought to their desired dimensions in a re-pressing process after sintering. The coin blanks are then white-boiled using conventional methods, that is, the copper component of the alloy is oxidized on the surface and dissolved out, whereby silver accumulates on the surface. It is advisable to polish the surface of the coin blank before embossing. As an alternative, polishing can be carried out at the same time as pressing after the white boiling. The authenticity check of the coins, i.e. the detection of the foreign tungsten metal and its homogeneous distribution in the coin, is carried out non-destructively by means of X-ray irradiation and evaluation of the irradiation intensity.

Mit der Anwendung pulvermetallurgischer Verfahren bei der Herstellung von Münzrohlingen stehen neben der oben beschriebenen Schutzmaßnahme gegen Fälschungen eine große Anzahl andersartiger Möglichkeiten offen. So kann durch das Einpressen von dünnen Fremdnetallfäden oder Folienstreifen in den Grünling ebenfalls der oben beschriebene Charakterisierungseffekt erreicht werden. Als Fremdstoffzusätze können neben Wolfram auch andere Metalle, wie Molybdän, Niob, Tantal, Chrom, Zirkonium und Titan, aber auch Metalloxide, wie AIpO,,, TiO-, ThO- und ZrO- verwendet werden, sofern diese nur ausreichend korrosionsbeständig sind und nicht mit den Münzmetallen legieren.With the use of powder metallurgical processes in the In addition to the protective measures against counterfeiting described above, there are a large number of other types of coin production Options open. By pressing thin foreign metal threads or foil strips into the green compact the characterization effect described above can also be achieved. As foreign substance additives can in addition to Tungsten also other metals such as molybdenum, niobium, tantalum, Chromium, zirconium and titanium, but also metal oxides such as AIpO ,,, TiO-, ThO- and ZrO- can be used as long as they are sufficiently corrosion-resistant and not with the coinage metals alloy.

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Unter Zuhilfenahme des Neutronenaktivierungsverfahrens ließen sich beispielsweise kleinste Spurenzusätze von Oxiden der seltenen Erden, wie Gd-Oxid und Dy-Oxid über ihre charakteristische Gammastrahlung nachweisen. Solche Oxide wären nur einem sehr kleinen Personenkreis zugänglich.With the help of the neutron activation process For example, the smallest trace amounts of rare earth oxides, such as Gd oxide and Dy oxide, can be found on their Detect characteristic gamma radiation. Such oxides would only be accessible to a very small group of people.

Eine Ag-Cu-Münze kann aus Gründen des Fälschungsschutzes beispielsweise aus einer äußeren Ringzone mit höherem Ag-Anteil und einer Kernzone mit entsprechend niedrigerem Ag-Anteil bzw. umgekehrt aufgebaut sein, solange für die gesamte Münze die geforderten Legierungsanteile unverändert bleiben. Derartige Formstücke mit Zonen unterschiedlicher Materialzusammensetzung werden schon heute vielfach hergestellt. Die Echtheitsprüfung ließe sich einfach und zerstörungsfrei mittels elektrischer Leitfähigkeitsmessungen, insbesondere mittels Wirbelstrommessungen durchführen.For reasons of protection against forgery, an Ag-Cu coin can, for example, consist of an outer ring zone with a higher Ag content and a core zone with a correspondingly lower Ag content or vice versa be built up, as long as for the entire coin the required alloy proportions remain unchanged. Such fittings with zones of different Composition of materials are already being produced in many ways. The authenticity check could be simple and non-destructive Carry out electrical conductivity measurements, in particular by means of eddy current measurements.

Die exakte Steuerung des metallischen Gefüges eröffnet ebenfalls einen weiten Bereich von Kennzeichnungsmöglichkeiten im Rahmen der pulvermetallurgischen Münzherstellung. Derartige Beeinflussungsmöglichkeiten sind bei erschmolzenen Münzrohlingen weniger zahlreich und leichter durch Unbefugte nachvollziehbar. Sie wurden bisher bei der Münzherstellung nicht angewandt. Schon die Pulverherstellung mit homogener Phase innerhalb des gesamten Kornes von Legierungen mit nichteutektischen Metallanteilen ist ohne ausgesprochene Spezialkenntnisse nicht durchführbar.The exact control of the metallic structure also opens up a wide range of labeling options in the context of powder metallurgical coin production. Such possibilities of influencing are with melted Coin blanks are less numerous and more easily traceable by unauthorized persons. They were previously used in coin production not applied. Even powder production with a homogeneous phase within the entire grain of alloys with non-eutectic metal components is not feasible without pronounced specialist knowledge.

Eine weitergehende Kennzeichnung, beispielsweise bei einer Ag-Cu-Münze, wäre die Herstellung eines vom Legierungssollwert geringfügig zu höheren Ag-Anteilen abweichenden Pulvers und das Zumischen eines entsprechenden Anteiles an reinem Cu-Pulver.A more extensive marking, for example for an Ag-Cu coin, would be the production of one of the alloy setpoint Powder slightly deviating from higher Ag proportions and adding a corresponding proportion of pure powder Cu powder.

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Trotz praktisch porenfreier Versinterung ließe sich dadurch auch in der Münze noch der mittlere Korndurchmesser des Legierungsausgangspulvers bestimmen. Die mittlere Korngröße könnte daher ebenfalls als münzspezifisches Merkmal dienen. Zum Zweck metallographischer Untersuchungen müßte man allerdings eine Münzkante anschleifen und die Schuff-flache polieren.Despite practically pore-free sintering, the mean grain diameter of the starting alloy powder could still be found in the coin determine. The mean grain size could therefore also serve as a coin-specific characteristic. For the purpose of metallographic investigations one would have to Sand one edge of the coin and the Schuff flat polishing.

Das kennzeichnende Merkmal im Münzwerkstoff wäre zum Beispiel ohne Mehraufwand insofern weiter differenzierbar, als für die Münzen von Serie zu Serie oder verschiedener Jahrgänge unterschiedliche Frenxfetoffgehalte oder unterschiedliche Pulverkorngrößen verwendet werden könnten.The distinguishing feature in the coin material would be for example can be further differentiated without additional effort, as different frenxfetoff contents or different for the coins from series to series or different years Powder grain sizes could be used.

Nach dem hier vorgeschlagenen Verfahren lassen sich alle Arten von Münzen herstellen und kennzeichnen. Das pulvermetallurgische Verfahren bietet sich schon bei der Herstellung von Münzen kleinen Material- und Nennwertes an und ermöglicht auch die Herstellung echter Sammelmünzen, solche sind Münzen mit polierter Platte, mit poliertem Stempel und handgehobene Münzen. Des weiteren ist an eine Herstellung von Edelstahlmünzen nach diesem Verfahren gedacht.All types of coins can be produced and marked using the method proposed here. The powder metallurgical This process is already suitable and made possible for the production of coins of small material and face value also the production of real collector's coins, such as coins with a polished plate, with a polished stamp and hand-raised coins. Furthermore, a production of stainless steel coins according to this method is contemplated.

Der erhöhte Schutz gegen schwer nachweisbare Fälschungen liegt beim pulvermetallurgischen Herstellungsverfahren gerade in der Tatsache, daß dieses Verfahren sehr spezifische Einrichtungen und ein weit höheres Maß-an Spezialkenntnissen erfordert als für den Fall der erschmolzenen Münzen. Die Ausführungsmöglichkeit wird somit immer nur einem sehr kleinen Personenkreis vorbehalten bleiben.The increased protection against counterfeits that are difficult to detect lies in the powder metallurgical manufacturing process in the fact that this procedure has very specific facilities and a far higher level of specialist knowledge required than in the case of the melted coins. The possibility of execution is therefore only ever very much reserved for small groups of people.

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Der erhöhte Schutz gründet sich weiter auf die Erkenntnis, daß durch kleine, wenig Kosten verursachende Abweichungen von einem Standardverfahren zur pulvermetallurgischen Rohlingsherstellung, eine große Variationsmöglichkeit zur Münz-Werkstoffkennzeichnung gegeben ist. Die Kennzeichnungen sind von nicht Eingeweihten oft schlecht als solche zu erkennen und in der Regel noch schlechter in Falschmünzen nachzuvollziehen.The increased protection is based on the knowledge that small, low-cost deviations from a standard process for powder-metallurgical blank production, a large possibility of variation is given for the identification of the coin material. The markings are often difficult to recognize as such by the uninitiated and are usually even worse at Understand counterfeit coins.

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Claims

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1. Process for the production of metallic coins using coin blanks produced by powder metallurgy, characterized in that the powder metallurgical process steps with the aim a special material identification of the coin designed for the purpose of marking against counterfeiting are.

2. The method according to claim 1, characterized in that metal powder is pre-pressed in coin form and the green compact thus obtained is then sintered.

3. The method according to claim 2, characterized in that after sintering the coin blank is pressed to nominal size.

4. The method according to claim 1, characterized in that for marking against forgeries a material identification by means of minor Additional measures to the usual manufacturing process, such as a inhomogeneous distribution of the alloy components within the coin blank or a homogeneously distributed one or local foreign matter additive in the blank or also by specifically influencing the metallic structure in the blank.

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5. The method according to claim 4-, characterized in that for marking against forgeries of the coin with the alloy components A and B, the proportion A is higher in an outer ring zone and in one Inner zone is set lower than the target value, with the proportion A averaged over the entire coin Corresponds to the setpoint.

6. The method according to claim 4-, characterized in that for marking against forgeries the grain size of the alloy powder used is made visible in the finished coin.

7. The method according to claim 4, characterized in that as foreign substance additives for labeling against forgeries under the manufacturing conditions not corrosive and not with the coin alloy Alloying metals such as molybdenum, tungsten, niobium, tantalum, titanium, zirconium and chromium can be used.

8. The method according to claim A-, characterized in that as foreign substance additives for labeling high-melting oxides such as AlpO ,, ThOp, ZrOp and TiOp can be used against counterfeiting.

9. The method according to claim 7 and 8, characterized in that the foreign substance additives in the form of Powder, as thin wires or as thin foils can be added.

10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that as the base material an Ag-Cu alloy with 64% by weight Ag content is used

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11. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that as the base material a platinum alloy is used.

12. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the base material an Au-Cu alloy is used.

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