DE3227048A1

DE3227048A1 - Verfahren zur herstellung von muenzenrohlingen

Info

Publication number: DE3227048A1
Application number: DE19823227048
Authority: DE
Inventors: Maurice A. Fort Saskatchewan Alberta Clegg; Michael J. H. St. Albert Alberta Ruscoe
Original assignee: Sherritt Gordon Mines Ltd
Current assignee: Viridian Inc Canada
Priority date: 1981-07-28
Filing date: 1982-07-20
Publication date: 1983-02-17
Also published as: CA1198073A; DE3227048C2

Description

Verfahren zur Herstellung von Münzenrohlingen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Münzenrohlingen für das Prägen von Münzen, wobei der Begriff "Münzen" nicht nur sich auf Münzen einer Zahlungswährung beziehen soll, sondern darunter auch ähnliche plättchenförmige Gegenstände, wie Medaillen, Anhänger und dgl. zu verstehen sind, die eine Prägung enthalten.
Aufgrund der ständig steigenden Kosten der normalerweise für Münzen verwendeten Metalle sind bereits Versuche unternommen worden, zufriedenstellende Münzen zu entwickeln, die aus billigeren Grundmaterialien bestehen. Frühere Vorschläge in dieser Richtung ergeben sich aus den US-PSen 39 40 254, 40 89 753, 41 76 014 und 42 47 274. Bei den Verfahren gemäß diesen früheren Vorschlägen wird ein Metall, z.B.
Nickel oder Kupfer, auf einen plättchenförmigen Stahlkern im Galvanisierverfahren aufgebracht, um einen Nickel- oder Kupferüberzug mit einer Dicke von mindestens etwa 0.03 bis 0.05 mm auf den beiden gegenüberliegenden Flächen des Kerns und mit einer Dicke im Bereich von etwa dem 2- bis 4-fachen davon auf dem Umfangsrand des Kerns zu erzeugen. Anschließend wird der mit dem Überzug versehene Kern erhitzt, um eine metallurgische Bindung zwischen dem Nickel- oder Kupferüberzug und dem Kern herzustellen und die Härte auf weniger als etwa 65 der Rockwell-3oT-Härteskala zu reduzieren. Die so erhaltenen Münzenrohlinge werden dann zu Münzen geprägt.
Bei dem Erhitzungsvorgang dieser bekannten Verfahrensvorschläge muß mit Sorgfalt vorgegangen werden, um zu gewährleisten, daß das Erscheinungsbild einer glatten Außenfläche des mit dem Überzug versehenen Kernes nicht zerstört wird. Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren der vorstehend erläuterten Art zu schaffen, bei dem dieses Problem nicht besteht.
Das erfindungsgemässe Verfahren sieht hierzu vor, daß eine Mehrzahl von entsprechend plättchenförmigen metallischen Kernen zur Verringerung ihrer Härte auf unter etwa 65 der Rockwell-30T-Härteskala erhitzt und wieder abgekühlt werden, daß die abgekühen Kerne in einen elektrisch nicht leitenden perforierten Behälter eingefüllt werden und der Behälter in ein Galvanisierbad eingebracht wird, um auf die Kerne einen Metallüberzug aufzubringen, wobei der Behälter um eine Horizontalachse hin- und herverschwenkt wird, bis sich auf jeder Fläche jedes der Kerne eine Galvanisierschicht mit einer Dicke von mindestens 0.01 mm und am Umfangsrand eine um etwa das 2- bis 4-fache dickere Galvanisierschicht angelagert hat, und daß anschließend die Kerne aus dem Behälter entnommen werden.
Die vorliegende Erfindung gründet sich auf die Erkenntnis, daß sich zufriedenstellende MUnzenrohlinge auch dadurch herstellen lassen, daß man einen Metallkern zur Verringerung seiner Härte auf weniger als etwa 65 auf der Rockwell-30T-Härteskala zunächst anlassen kann und dann ein Metallüberzug auf den angelassenen Kern im Galvanisierverfahren aufgebracht werden kann, um eine Schichtdicke von mindestens etwa 0.01 mm auf jeder der beiden gegenüberliegenden Flächen des Kerns und von etwa dem 2- bis 4-fachen davon am Umfangsrand des Kerns zu erzeugen. Mit anderen Worten, die metallurgische Bindung, die zwischen dem Überzug und dem Kern bei den bekannten Verfahren erzeugt wird, kann wegfallen, und der Anlaßvorgang für den Kern kann vor dem Galvanisiervorgang anstelle danach ausgeführt werden.
Der metallische Überzug kann aus Nickel, einer Nickellegierung, Kupfer oder einer Kupferlegierung, Silber oder Gold bestehen; die Kerne können aus Stahl, Nickel, Zink, Zinklegierungen oder sonstigen im Handel erhältlichen Münzmetallen, z.B. auch aus Kupfernickel, sein. Der Stahl kann einen Kohlenstoffgehalt in dem Bereich von etwa 0.005 bis etwa 0.1 Gew.% haben. Es hat sich gezeigt, daß bei einem Kohlenstoffgehalt von weniger als etwa o.o1 % des Stahls die erhitzten Kerne durch Eintauchen in Wasser abgeschreckt werden können.
Wenn aber der Stahl einen etwa über 0.01 % liegenden Kohlenstoffgehalt aufweist, wurde gefunden, daß die erhitzten Kerne mit einer wesentlich geringeren Abkühlgeschwindigkeit gekühlt werden sollten, beispielsweise mit etwa 20°C je Minute, um die erforderliche Endhärte zu erzielen.
Vorzugsweise haben die abgekühlten Kerne eine Härte von weniger als etwa 50 auf der Rockwell-30T-Härteskala.
Der Anlaß schritt wird gewöhnlich bei einer Temperatur von etwa 800 bis 1.ooo°C in einer nicht oxidierenden Atmosphäre ausgeführt, beispielsweise in einer reduzierenden Atmosphäre unter Wasserstoff.
Der metallische Überzug kann nach dem Verfahren aufgebracht werden,das in der vorstehend erwähnten US-PS 41 76 014 beschrieben ist, und eine Schichtdicke auf der Fläche von mindestens von etwa o.ol mm, vorzugsweise zwischen etwa 0.01 und 0.1 mm, aufweisen.
Beispiele für den Erhitzungs- und Abkühlvorgang werden im folgenden erläutert: Mehrere scheiben- oder plättchenförmige Stahlkerne mit unterschiedlichem Kohlenstoffgehalt wurden auf 9oo°C erhitzt und bei dieser Temperatur 30 Minuten lang unter Stickstoffatmosphäre gehalten. Nach dieser Wärmebehandlung wurden die Kerne durch Einwerfen in Wasser abgeschreckt, was eine geschätzte Abkühlgeschwindigkeit von mehr als 1.ooo°C je Minute ergab. Anschließend wurde die Kernhärte gemessen.
Eine ähnlich grosse Anzahl neuer Kerne wurde wie zuvor erhitzt, wobei jedoch bei diesem Versuch eine langsame Abkühlung vorgenommen wurde, nämlich dadurch, daß man den Ofen lediglich abkühlen ließt. Die Abkühlrate betrug in diesem Fall weniger als 10 je Minute. Weitere Kerne wurden dann einem weiteren Versuch unterzogen, bei dem nach dem Erhitzungsvorgang die Kerne unter einer Stickstoffatmosphäre mit einer Geschwindigkeit von etwa 20°C je Minute abgekühlt wurden. In jedem Fall wurde die Härte der abgekühlten Kerne gemessen.
Die Ergebnisse der Versuche sind in der nachfolgenden Tabelle wiedergegeben; die Härte ist in Maßeinheiten der Rockwell-30T-Härteskala angegeben.
Kohlenstoff- Härte nach Abschrecken Härte nach lang- Härte nach Abgehalt (8) mit Wasser samen Abkühlen kühlen mit 20°C/min 0.0523 57 31. 46 0.0758 63 31 46 0.0814 66 32 46 0.105 79 35 49 0.008 32 31 23 Aus der vorstehenden Tabelle ergibt sich, daß bei einem Kohlenstoffgehalt von unter o.oo88 das Abschrecken mit Wasser zufriedenstellend war, daß aber bei einem über o.o5% Iiegenden.Kohlenstoffgehalt die abgeschreckten Kerne eine zu grosse Härte aufwiesen. Die sehr langsame Abkühlung erwies sich als zufriedenstellend für die Kerne mit hohem Kohlenstoffgehalt, jedoch ist für eine industrielle Verfahrensführung eine solche Abkühlgeschwindigkeit zu niedrig. Die Abkühlung mit einer Geschwindigkeit von etwa 20°C je Minute erwies sich für die Kerne mit höherem Kohlenstoffgehalt als günstiger.
Wie bereits erwähnt, kann der Metallüberzug aus Nickel, Nickellegierungen, Kupfer oder Kupferlegierungen bestehen.
Eine Nickellegierung kann Nickeleisen sein und als die Kupferlegierung kann eine Kupfer-Zinn-Legierung (d.h.
Bronze) verwendet werden. Der Metallüberzug aus solchen Legierungen kann durch gleichzeitige Anlagerung aus einer Galvanisierlösung erfolgen, die die beiden Legerungsbestandteile enthält. Wie ebenfalls bereits erwähnt, kann der Kern aus Zink oder einer Zinklegierung bestehen, wobei im letzteren Fall der Legierungszusatz Kadmium, Kupfer oder Magnesium sein kann.
Geeignete Kombinationen von Überzug und Kern, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwirklicht werden können, sind Nickel auf Stahl, Silber auf Nickel, Kupfer auf Nickel, Nickel auf Kupfer, Nickel auf Kupfernickel, Gold auf Kupfer oder Nickel, Bronze auf Stahl, Bronze auf Nickel, Kupfer auf Stahl und Nickeleisen auf Stahl.
Für den Fachmann ergeben sich aufgrund der vorstehenden Hinweise weitere Ausführungsformen und Beispiele des erfindungsgemässen Verfahrens.

Claims

Verfahren zur Herstellung von Münzenrohlingen Patentansprüche il Verfahren zur Herstellung von Münnzenrohlingen zum Prägen von Münzen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von entsprechend plättchenförmigen metallischen Kernen zur Verringerung ihrer Härte auf unter etwa 65 der Rockwell-30T-Härteskala erhitzt und wieder abgekühlt werden, daß die abgekühlten Kerne in einen elektrisch nicht leitenden perforierten Behälter eingefüllt werden und der Behälter in ein Galvanisierbad eingebracht wird, um auf die Kerne einen Metallüberzug aufzubringen, wobei der Behälter um. eine Horizontalachse hin- und herverschwenkt wird, bis sich auf jeder Fläche jedes der Kerne eine Galvanisierschicht mit einer Dicke von mindestens 0.01 mm und am Umfangsrand eine um etwa das 2- bis 4-fache dickere Galvanisierschicht angelagert hat, und daß anschließend die Kerne aus dem Behälter entnommen werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kerne aus Stahl bestehen.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallüberzug aus Nickel, Nickellegierungen, Kupfer oder Kupferlegierungen besteht.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahl einen Kohlenstoffgehalt im Bereich von etwa 0.005 bis etwa 0.1 Gew.% aufweist.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahl einen Kohlenstoffgehalt von weniger als etwa 0.01 % besitzt und die erhitzten Kerne durch Eintauchen in Wasser abgekühlt werden.
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahl einen Kohlenstoffgehalt von über etwa o.o1 % aufweist und die erhitzten Kerne mit einer Abkühlgeschwindigkeit derart abgekühlt werden, daß eine Härte von weniger als etwa 50 auf der Rockwell-30T-Härteskala erzielt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erhitzten Kerne mit einer Abkühlgeschwindigkeit von etwa 2o0C/min abgekühlt werden.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die abgekühlten Kerne eine Härte von weniger als etwa 45 auf der Rockwell-3oT-Härteskala aufweisen.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kerne aus Nickel oder aus Kupfernickel bestehen.