DE2932229A1

DE2932229A1 - Verfahren zur herstellung von muenzenrohlingen

Info

Publication number: DE2932229A1
Application number: DE19792932229
Authority: DE
Inventors: Maurice A Clegg; Michael J H Ruscoe; Kshitindra M Sarkar; Willie H Seibt
Original assignee: Sherritt Gordon Mines Ltd
Current assignee: Viridian Inc Canada
Priority date: 1978-10-31
Filing date: 1979-08-09
Publication date: 1980-05-14
Also published as: AU4955079A; BR7905661A; JPS5565392A; IT1122711B; FI792402A; BE877863A; IT7924954A0; PH15116A; GB2031462B; US4176014A; NL7905931A; ATA560479A; GR71909B; GB2031462A; AU521172B2; IN152062B; FR2440419A1; ZA793868B; CA1101363A; SE7906318L

Description

SHERRITT GORDON MINES LIMITED,

2800 Commerce Court West, Toronto, Ontario / Canada

Verfahren zur Herstellung von Münzenrohlingen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Münzenrohlingen, aus denen Münzen geprägt werden können, wobei unter Münzen im vorliegenden ZAJsammer.har.g nicht nur Geldmünzen als gesetzliche Zahlungsmittel, sondern auch ähnliche scheibenförmige Artikel wie Medaillons oder dgl. verstanden werden sollen, die einem Prägevorgang oder dgl. unterzogen werden.

Infolge des steigenden Wertes und Preises der Metalle, die üblicherweise für Münzen benutzt werden, hat es nicht an Versuchen gefehlt, zufriedenstellende Münzen 7U entwickeln, die aus billigerem Material bestehen. Es hat sich jedoch gezeigt, daß Münzen ein übliches Aussehen besitzen sollten, wenn sie akzeptiert werden sollen, da die Leute nur ungern Münzen mit ungewöhnlichem Aussehen annehmen. Infolge der sehr großen Anzahl von münzenbetätigten Verkaufsautomaten oder dgl., die derzeit in Benutzung sind, ist es weiterhin erforderlich, daß eine neue Münze von den meisten Münzenautomaten angenommen wird bzw. verarbeitet werden kann. Derartige Automaten weisen gewöhnlich irgendwelche Vorrichtungen zur Ermittluno und Zurückweisung von Münzenfälschungen auf, etwa von Metallstücken mit denselben oder ähnlichen Abmessunger: wie die erforderliche Münze. Derartige Münzprüfer können einen

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eingeworfenen Gegenstand in verschiedener Richtung untersuchen, etwa hinsichtlich Gewicht, magnetischen Eigenschaften und Elastizität, und natürlich bezüglich Größe und Form. Daher ist es erforderlich, daß eine neue Münze Eigenschaften besitzt, die denjenigen Eigenschaften sehr ähnlich ist, welche die hiermit zu ersetzende übliche Münze besitzt. Ein weiteres Erfordernis besteht natürlich darin, daß eine Münze eine angemessene Denutzungszeit besitzen und widerstandsfähig gegen übermäßigen Verschleiß oder sonstige Verformungen sein soll.

Ein weiteres Erfordernis für einen Münzenrohling besteht darin, daß seine Außenoberfläche durch geeignete Stempel mit den gewünschten Schriften und Zeichen geprägt werden kann. Wenn die Außenoberfläche eines Münzenrohlings zu hart ist, so verschleißen die Prägestempel sehr schnell, was die Produktionskosten der Münzen erhöht, ^a die Prägestempel vergleichsweise teuer sind. Wenn die Außenoberfläche eines Münzenrohlings hingegen zu weich ist, so verschleißt die Prägung sehr schnell bei der Benutzung der Münze.

Aus der US-PS ?9 40 Γ54 ist ein Münzenrohling bekannt, der die obigen Anforderungen erfüllt, wobei der Münzenrohling aus einem Hauptkörper aus niedriggekohltem Stahl besteht, der ganz mit einer durch Galvanisieren aufgebrachten Nik— kelplattierung überzogen ist, so daß der Hauptkörper vollständig eingeschlossen ist. Der Münzenrohling wird dabei geglüht, um eine metallurgische Haftung zwischen dem Hauptkörper und der Nickelplattierung zu schaffen.

Aus der US-PS 40 89 753 ist ein Verfahren zur Herstellung von Münzenrohlingen bekannt, bei dem eine vergleichsweise große Anzahl von metallischen Hauptkörperstücken durch Galvanisieren mit einem anderen Metall plattiert werden, wozu eine Plattierungseinrichtung verwendet wird, wie sie für die Trommelgalvanisierung üblich ist. Eine solche

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Einrichtung weist eine nicht-leitende perforierte Trommel auf, welche die Hauptkörperstücke aufnimmt. Die Trommel wird in ein Bad der Plattierlösung eingetaucht, und während der Galvanisierung wird die Trommel um eine horizontale Achse im Winkel bewegt, wobei eine Anode in der Plattierungslösung außerhalb der Trommel angeordnet ist und ein Kathodenleiter zu den in der Trommel angeordneten Münzenrohlingen führt. Die Galvanfeierung wird fortgesetzt bis eine Metallplattierung in einer Dicke von wenigstens 0,05 mm an jeder Seitenfläche jedes Hauptkörperstückes erreicht ist, cowie eine Dicke von wenigstens dem Zwei- bis Vierfachen der SeitenfIMchendicke an den Pandflachen jedes Hauptkörperstückes angesetzt ist. Die plattierten Hauptkörperstücke werden so-anr. aus 'α Trommel heraxisgenommcn und erwärmt, um eir^¹ metallurgische bindung zwischen der Metallrl at t: ir τ \w: uiv' y.^r'c:i i!r.upt^vöipf--r zu erzielen.

Vor der Erfindung gemäß der U3-F.S ■" H9 75 Γ- rurden Einrichtungen zur Trommelgalvanisierung üblicherweise zur Aufbringung dünner Schichten von Nickel oder anderem Metall auf vergleichsweise billicre Artikel wie Schrauben, Muttern und Beilagscheibe^ curch ¹HeI: tropl a ttierung benutzt. Die Qualitätsanf orderungen für die Flek troplattic— rung solcher billiger Artikel liegen selbstverständlich erheblich niedriger als für Münzenrohlinge. Die Verfahrensbedingungen gemäß der US-PS Ί0 89 75? sind die gleichen, wie sie für die Trommelgalvar.isienmg der genannten billigen Artikel angewe; det werden. Obwohl solche Verfahrensbedingungen durchaus zur Herstellung zufriedenstellender Münzenrohlinge führen, hat es sich gezeigt, daß bei bestimmten Betriebsbedingungen während der Trommelgalvanfeierung das nachfolgende Glühen zuweilen nicht einen Münzenrohling erzeugt, dessen Aussehen an der Außenoberfläche befriedigt. Da Münzenrohlinge vor der Erfindung gemäß der US-PS 40 89 75? nicht durch Trommel-

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galvanisierung hergestellt wurden, und da die Einrichtungen für die Trommelgalvanisierung umgekehrt zuvor nur zur Plattierung geringwertiger Artikel mit geringeren Qualitätsanforderungen verwendet wurden, ist nicht bekannt, welche Betriebsbedingungen für die Erzeugung einer Metallplattierung der erforderlichen Dicke an HauptVörpern für Münzenrohlinge in Einrichtungen für die Trommelgalvanisierung eingestellt werden sollten, um beim nachfolgenden Glühen die für Münzenrohlinge geltenden Qualitä'tsanf orderungen sicher zu erreichen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Herstellung von Münzenrohlingen zu schaffen, welches mit Trommelgalvanisierung und nachfolgendem Glühen zur Herstellung einer metallischen Bindung zwischen dem Hauptkörper und der Metallp]at tierung jedes MümOnrohl ings arbeitet, und ein glattes Aussehen der Oberfläche des Münzenrohlings ergibt.

Erfindungsgemäß hat sich gezeigt, da/3 diese Aufgabe dann gelöst werden kann, wenn zur Herstellung der Münzenrohlinge eine Einrichtung zur Trommel galvanisierung mit einer nicht-leitenden perforierten Trommel verwendet wird, deren Durchmesser zwischen etwa 15 cm und 50 cm liegt, wenn die Hauptkörper der Münzcnrohlinge Scheibenform mit einander gegenüberliegenden Seitenflächen mit einem Durchmesser zwischen 14 mm bis etwa 40 mm und einer Dicke zwischen etwa 0,5 mm und etwa 2,6 mm aufweisen, wenn die Charge, also die Anzahl der in die Trommel oder den Behälter eingefüllten Hauptkörperstücke, so bemessen wird, daß die Hauptkörperstücke etwa ein Viertel bis etwa die Hälfte des Trommelvolumens einnehmen, und wenn die Plattierung mit einer Spannung von etwa 6V bis etwa 18V bei einer Stromdichte von etwa 470 A/m bis etv/a 1400 A/m , bezogen auf die beaufschlagte Fläche der Charge, durch-

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geführt wird. Die Plattierung erfolgt unter diesen Bedingungen zur Erzeugung einer Plattierungsdicke von etwa 0,03 mm bis etwa 0,08 mm an jeder Seitenfläche des Hauptkörpers, wobei die Dicke der Plattierung an der. Randflächen jedes Hauptkörpers etwa das zwei- bis Vierfache beträgt .

Wenn die Hauptkörperstücke aus niedriggekohltem Stahl bestehen und für die Metallplattierung Nickel verwendet vird, so hat es sich gezeigt, daß der pH-Wert der 'Plattierungslösung unterhalb von etwa ?,5, bevorzugt bei etwa 2,2 liegen sollte.

Das Glühen erfolgt üblicherweise bei einer Temperatur zwischen etwa 300° C und 1000° C und über eine Zeitspanne zwischen 5 und 40 Minuter, ir» einer nicht-ovi Gierenden Atmosphäre, beispielsweise in ein ^r redigierender. Atmosphäre. Neben der Erzeugung einer metallurgischen Bindung zwischen der Metallplattierung und dem KauptkVrper sollte der Glühvorgang auch so avisgelegt werden, daß die Härte des Münzenrohlings auf einen Wert unterhalt von etwa 65, vorzugsweise unterhalb von etwa 45 der Rockwell ?OT-Ska-Ia abfällt.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung wird eine Charge von etwa 14.000 Hauptkörperstücken atis Stahl mit einem Kohlenstoffgehalt von etwa 0,01 % in eine nicht-leitende zylindrische Trommel aus Polypropylen mit einem Durchmesser von 30 cm und einer Länge von 91 cm eingebracht. Jedes Hauptkörperstück besitzt einen Durchmesser von ?2,6 mm und eine Dicke von 1,3 mm. Die Trommel ist über ihren gesamten Umfang mit Perforationsöffnungen versehen, welche einen Durchmesser von 9,5 mm aufweisen und einen gegenseitigen Abstand von 8mm besitzen, so daß sich etwa ein Abstand von 18 mm zwischen den Mittelpunkten benachbarter Perforationsöffnungen ergibt. Das Gesamtgewicht der Hauptkörperstücke beträgt 50,6 kg, und das von ihnen eingenom-

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mene Volumen beträgt etwa TO % des Trommrlvclumens.

Die mit den Hauptkörpers tucker, beschickte· Trommel wird dann in ein Plattierungsbr-d folgender Γ'χι s η mm<-rise tzung abgesenkt: Ni 90 - 110 Gr^nn pro Liter (a/l), 50 '"" 20 g/l, Cl" ?. g/l und EO^" /,0 g/l.

Das Bad besitzt einen pH-Wert von 2 bis 2,2 und wird auf einer Temperatur von 55° C gehalten. Nickelpulveranoden werden verwendet, und flexible Kathoden sir.d in d.er Trommel in elektrischem Kontakt mit der Hauptkörperstücken angeordnet. Während der Elektroplattierung wird die Trommel mit 6 bis 7 V/min gedreht.

Zwischen der Anode und der Kathode wird eine Spannung von 9 V angelegt, welche einen Strom von PCO A rrzf-ugt. Die Stromdichte beträgt dami 7OC A/m' , Ix:rogen auf die cynonierte Fläche der Charge, also der Fläche der Oberseite der Charge in der Trommel r.uzüg] ich der Gesamtfläche der Perforationsöffnungen, die von der Charge bedeckt sind. Die Plattierung wird über einr· Zcitspannr von ^0,6 Stunden geführt und ergibt eine Nickolplattierung mit einer Dicke von 0,054 mm an der; Seitenflächen ur.J einer Dicke von 0,143 mm an den Randflächen jedes Hauptkörperstückes.

Sodann werden die nickelplattierten Hauptkörperstücke aus der Trommel entnommen und zehn Minuten lang bei 850 C in einer Wasserstoffatmosphäre geglüht. Nach Abkühlung ergibt eine Inspektion der Münzenrohlinge eine zufriedenstellende metallurgische Bindung zwischen der Nickelplattierung und dem Haviptkörper aus niedriggekohltem Stahl sowie ein glattes Cberflächenaussehen. Darüber hinaus ergibt sich eine Härte der Rohlinge unterhalb von 45 gemäß der Rockwell ?OT-Kärteskala.

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Claims

PATENTANWÄLTE

S^ Q 734 6O/st

U^ANZLOH

οο NORNBBRQ

Tl 1

SHERRITT GORDON MINES LIMITED,

Commerce Court West, Toronto, Ontario / Canada

Patentansprüche

Verfahren zur Herstellung von Münzer.roh] ingen für die Prägung von Münzen, dadurch gekennzeichnet, daß metallische Hauptkörperstucke für die Münzenrohlinge mit scheibenartiger Form hergestellt werden, deren Seitenflächendiirchmesser zwischen etwa 14 mm und 40 mm und deren Dicke zwischen den einander gegenüber liegender: Seitenflachen zwischen etwa 0,5 mm und 2,6 mm liegt, daß eine Charge der Hauptkörperstücke in einen nichtleitenden perforierten Behälter mit einem Durchmesser zwischen 15 cm und etwa 50 cm eingefüllt wird, wobei die Anzahl der Hauptkörperstücke so gewählt: wird, daß die Hauptkörperstucke etwa ein Viertel bis etwa die Hälfte des Behältervolumens anfüllen, daß der Behälter in ein Elektroplattierungsbad eingesetzt wird, daß die Hauptkörperstucke durch Galvanisieren mit einer Metallplattierung versehen werden, während der Behälter im Winkel um eine horizontale Achse bewegt wird, wobei eine Spannung zwischen etwa 6 V und etwa 18 V und eine Stromdichte zwischen etwa 470 A/m und etwa 1400 A/m , bezogen auf die exponierte Fläche der Charge, verwendet wird, bis eine Plattierungs- dicke von etwa 0,03 mm bis etwa 0,08 mm an Metall an jeder Seitenfläche jedes Hauptkörperstückes ab gelagert ist, während an den Randflächen jedes Haupt-

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körperstückes etwa die zwei- bis vierfache Plattierungsdicke erreicht wird, daß die plattierten Hauptkörperstücke aus dem Behälter entnommen werden, und daß die plattierten Hauptkörperstücke zur Erzielung einer metallurgischen Bindung zwischen der Metallplattierung und dem Hauptkörperstück jedes plattierten Hauptkörperstückes und zur Verminderung der Härte auf einen Wert von weniger als 65 gemäß der Rockwell 3OT-Härteskala geglüht werden.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptkörpers tu cke aiis niedriggekohltem Stahl bestehen, daß die Metallplattierung Nickel umfaßt, und daß das galvanische Bad einen pH-Wert von weniger als etwa 3,5 aufweist.

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