EP0065321B1 - Goldfarbener Münzwerkstoff - Google Patents
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- Y10T428/1291—Next to Co-, Cu-, or Ni-base component
Definitions
- the invention relates to the use of a copper-based alloy with 4 to 6% nickel, 4 to 6% aluminum, 0.5 to 1.8% iron and 0.3 to 1.5% manganese, the rest copper including unavoidable, production-related impurities, as a material for the production of coins or the like, which must have a golden color and high tarnish resistance.
- the coin authorities are therefore considering switching to newer, higher value coins from smaller pieces and distinguishing them from the existing highest value coins of the system by a different coin color.
- Gold shades are particularly suitable for this because they combine certain values and most of the coins in circulation - at least the higher-quality ones - have silver shades.
- Coin materials with gold-like colors are known and some have already been used. Almost without exception, these are copper-based alloys, e.g. B. with 25% zinc, with 20% zinc and 1% nickel, with 5 to 6% aluminum and 2% nickel or with 2% aluminum and 6% nickel.
- all these materials have the disadvantage that they lose their originally brilliant appearance relatively quickly in use and assume a matt and more brownish color. This disadvantage is accepted in the case of coins of low value. For higher-value coins, such a discoloration that arises soon after use is not acceptable. For this reason, silver-colored materials, preferably nickel or alloys with a relatively high nickel content, have been used for higher-value coins.
- GB-A-401 313 has also disclosed a method for producing metallic articles whose surfaces have patterns or lettering, such as coins, medals or tokens.
- a hardenable copper alloy with 0.5 to 5% aluminum and a nickel content that is 3 to 4 times as large as the aluminum content is to be used to punch and stamp the metallic articles in the soft state of the alloy and to achieve the required hardness sufficient time to be treated at 300 to 600 ° C.
- This alloy should preferably have 1 to 3% aluminum. It is therefore of the CuNi6A12 type mentioned above, which has only a relatively poor tarnish resistance (see Table 1). In addition, care must be taken with this material to ensure that the composition and the annealing treatment are adhered to precisely, because otherwise a uniform color of the surface cannot be maintained.
- this object can be achieved if, as a material for the production of coins or the like, a copper-based alloy with 4 to 6% nickel, 4 to 6% aluminum, 0.5 to 1.8% iron, 0.3 to 1.5% manganese, remainder copper including unavoidable, manufacturing-related impurities.
- This copper-based alloy can also be used as a plating material for producing coins or the like, which have a core layer made of another metal, preferably nickel.
- test duration was 20 days.
- the samples were then removed and assessed individually and separately for each test medium visually according to a point system with the marks 1 to 5, 1 meaning very good tarnish resistance and 5 very poor tarnish resistance with a strongly tarnished surface.
- samples 1 to 4 have an overall rating between 19 and 24, sample 5, i. H. the copper base alloy to be used according to the invention with a total value of 15 is significantly lower. From the point of view of tarnish resistance, it is therefore clearly superior to all copper-based alloys previously used as coin materials.
- the gold color tones were determined by determining color measures according to DIN 5033 and measures according to the color system DIN 6164 from the spectral reflectance.
- the hue T, the saturation level S and the darkness level D in the form of the "color symbol (T: S: D) as a measure according to the color system DIN 6164 for the copper alloys examined are summarized in Table 2:
- the alloy CuNi5A15Fel, 2Mn0.8 is superior in its color saturation to the alloy CuNi6Ai2 (i.e. has a smaller distance from the saturations of the DIN gold colors) and that its color lies between red gold and the gold color green-yellow.
- the copper alloy according to the invention is outstandingly suitable for the production of a layered coin material with an inner core made of nickel, which is required for the production of automatic coin rings, because the nickel content, even with a core thickness of 7% nickel, recycles during processing. Return scrap resulting from punch roundels is easily permitted.
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Description
- Die Erfindung bezieht sich auf die Verwendung einer Kupferbasislegierung mit 4 bis 6 % Nickel, 4 bis 6 % Aluminium, 0,5 bis 1,8 % Eisen und 0,3 bis 1,5 % Mangan, Rest Kupfer einschließlich unvermeidbarer, herstellungsbedingter Verunreinigungen, als Werkstoff zur Herstellung von Münzen oder dergleichen, die einen goldenen Farbton und eine hohe Anlaufbeständigkeit aufweisen müssen.
- Wegen der seit Jahren anhaltenden, weltweit mehr oder weniger starken Inflationstendenz und der erheblichen Zunahme der Geschäfte über Waren- und Dienstleistungsautomaten, ist ein Bedarf an höherwertigen Münzen entstanden. So wird beispielsweise in Deutschland schon einige Zeit die Einführung eines 10 DM-Stückes erwogen. Für höherwertige Münzen kommt in den meisten bestehenden Münzsystemen eine Unterscheidung von den vorhandenen höchsten Münzwerten durch entsprechende Vergrößerung der Münzstücke nicht in Betracht. Das höhere Gewicht und das größere Volumen würden nicht nur die Handhabung im Wortsinne « erschweren • , sondern auch mit einem erheblichen Metallbedarf verbunden sein, wobei zu berücksichtigen ist, daß bei steigenden Preisen für die für Münzen geeigneten Metalle die Spanne zwischen Metallwert und Prägewert immer kleiner wird.
- Die Münzbehörden erwägen daher, bei neuen, höherwertigen Münzen auf kleinere Stücke überzugehen und diese von den vorhandenen höchstwertigen Münzen des Systems durch eine andere Münzfarbe zu unterscheiden. Hierfür eignen sich insbesondere Goldfarbtöne, weil damit bestimmte Wertvorstellungen verbunden werden und die meisten im Umlauf befindlichen Münzen - jedenfalls die höherwertigen - silberne Farbtöne aufweisen.
- Münzwerkstoffe mit goldähnlichen Farbtönen sind bekannt und teilweise auch schon benutzt worden. Dabei handelt es sich fast ausnahmslos um Kupferbasislegierungen, die z. B. mit 25 % Zink, mit 20 % Zink und 1 % Nickel, mit 5 bis 6 % Aluminium und 2 % Nickel oder mit 2 % Aluminium und 6 % Nickel legiert sind. Alle diese Werkstoffe haben jedoch den Nachteil, daß sie im Gebrauch verhältnismäßig rasch ihr ursprünglich brillantes Aussehen verlieren und einen matten und mehr ins Bräunliche gehenden Farbton annehmen. Dieser Nachteil wird im Falle von Münzen mit geringem Wert in Kauf genommen. Für höherwertige Münzen ist eine derartige, sich bei Gebrauch alsbald einstellende Verfärbung nicht akzeptabel. Deshalb hat man auch bisher für höherwertige Münzen silberfarbene Werkstoffe, vorzugsweise Nickel oder Legierungen mit einem verhältnismäßig hohen Nickelanteil, verwendet.
- Aus der Druckschrift GB-A-401 313 ist außerdem ein Verfahren zur Herstellung von metallischen Artikeln bekanntgeworden, deren Oberflächen Muster oder Beschriftung aufweisen, wie Münzen, Medaillen oder Wertmarken. Dabei soll eine härtbare Kupferlegierung mit 0,5 bis 5 % Aluminium und einem Gehalt an Nickel, der 3 bis 4 mal so groß ist wie der Aluminiumgehalt verwendet, die metallischen Artikel im weichen Zustand der Legierung ausgestanzt und geprägt und zur Erzielung der erforderlichen Härte eine ausreichende Zeit bei 300 bis 600 °C behandelt werden. Vorzugsweise soll diese Legierung 1 bis 3% Aluminium aufweisen. Sie ist damit vom oben erwähnten Typ CuNi6A12, der nur eine verhältnismäßig schlechte Anlaufbeständigkeit besitzt (vergl. Tabelle 1). Außerdem muß bei diesem Werkstoff auf eine genaue Einhaltung der Zusammensetzung und der Glühbehandlung geachtet werden, weil sonst ein einheitlicher Farbton der Oberfläche nicht einzuhalten ist.
- Es besteht somit die Aufgabe, einen goldfarbenen Werkstoff für die Herstellung von Münzen oder dergleichen vorzuschlagen, der sich einerseits durch Gießen, Walzen und Prägen gut zu Münzen verarbeiten läßt und andererseits den ursprünglich vorhandenen goldenen Farbton möglichst lange behält, d. h. der eine hohe Anlaufbeständigkeit aufweist.
- Überraschenderweise hat sich herausgestellt, daß diese Aufgabe gelöst werden kann, wenn als Werkstoff zur Herstellung von Münzen oder dergleichen eine Kupferbasislegierung mit 4 bis 6 % Nickel, 4 bis 6 % Aluminium, 0,5 bis 1,8 % Eisen, 0,3 bis 1,5 % Mangan, Rest Kupfer einschließlich unvermeidlicher, herstellungsbedingter Verunreinigungen verwendet wird.
- Diese Kupferbasislegierung kann auch als Plattierwerkstoff zur Herstellung von Münzen oder dergleichen verwendet werden, die eine Kernschicht aus einem anderen Metall, vorzugsweise Nickel, besitzen.
- Zur Prüfung der Anlaufbeständigkeit wurden gestanzte Münzrohlinge aus der erfindungsgemäß zu verwendenden Kupferbasislegierung mit 5 % Ni, 5 % Al, 1,2 % Fe und 0,8 % Mn mit oder ohne Prägung zunächst folgender Vorbehandlung unterzogen :
- Blankbeizen,
- in Wasser Spülen,
- mit einem Glättmittel behandeln,
- ohne Abspülen in Reisschrot trocknen,
- gegebenenfalls Prägen ohne weiteres Schmiermittel.
- Diese Vorbehandlung war erforderlich, um die geprägten oder ungeprägten Münzrohlinge in dem Zustand auf Anlaufbeständigkeit prüfen zu können, in dem sie auch in der Praxis vorliegen. Um evtl. Fingerabdrücke vor Beginn des Anlauftestes zu entfernen, wurden die Münzrohlinge außerdem noch entfettet.
- Als Prüfmedien wurden Atmosphären verschiedener Aggressivität verwendet, und zwar:
- A bei RT im Korrosionslabor, jeden Tag angefaßt und gewendet
- B bei RT im Korrosionslabor
- C bei RT über einer 10 %-igen NaCI-Lösung
- D bei RT und 80 % relativer Luftfeuchte
- E bei 45-50 °C im Korrosionslabor
- F bei RT und 100 % relativer Luftfeuchte.
- Die Prüfdauer betrug 20 Tage. Danach wurden die Proben entnommen und einzeln und getrennt für jedes Prüfmedium visuell nach einem Punktsystem mit den Noten 1 bis 5 beurteilt, wobei 1 sehr gute Anlaufbeständigkeit und 5 sehr schlechte Anlaufbeständigkeit mit stark angelaufener Oberfläche bedeuten.
-
- Während die Proben 1 bis 4 in der Summe eine Bewertung zwischen 19 und 24 aufweisen, liegt die Probe 5, d. h. die erfindungsgemäß zu verwendende Kupferbasislegierung mit einem Summenwert von 15 deutlich niedriger. Sie ist daher unter dem Gesichtspunkt der Anlaufbeständigkeit allen bisher als Münzwerkstoff verwendeten Kupferbasislegierungen eindeutig überlegen.
- Die Goldfarbtöne wurden durch Bestimmung von Farbmaßzahlen nach DIN 5033 und Maßzahlen nach dem Farbsystem DIN 6164 aus dem spektralen Reflexionsgrad ermittelt. Der Buntton T, die Sättigungsstufe S und die Dunkelstufe D in Form des « Farbzeichens (T : S : D) als Maßzahl nach dem Farbsystem DIN 6164 für die untersuchten Kupferlegierungen sind in Tabelle 2 zusammengestellt :
- In Fig. 1, einem Ausschnitt aus dem DIN 6164-Farbdreieck, sind die DIN-Goldfarben (A), die goldähnlichen Farbtöne der oben genannten Münzlegierungen auf Kupferbasis (Proben 1 bis 4 = x) und der Goldfarbton der erfindungsgemäßen Legierung (= ⊙) eingetragen.
- Man erkennt, daß die Legierung CuNi5A15Fel, 2Mn0,8 in ihrer Farbsättigung der Legierung CuNi6Ai2 überlegen ist (d. h. einen geringeren Abstand zu den Sättigungen der DIN-Goldfarben aufweist) und daß sie im Farbton zwischen Rotgold und der Goldfarbe Grüngelb liegt.
- Für die Herstellung eines Schichtmünzwerkstoffes mit einem inneren Kern aus Nickel, der für die Fertigung von automatensicheren Münzrondellen benötigt wird, ist die erfindungsgemäße Kupferlegierung aufgrund ihrer Zusammensetzung hervorragend geeignet, da der Nickelgehalt auch bei einer Kerndicke von 7 % Nickel eine Rezyklierung des bei der Verarbeitung. zu Stanzrondellen anfallenden Rücklaufschrottes problemlos gestattet.
Claims (1)
- Verwendung einer Kupferbasislegierung mit 4 bis 6 % Nickel, 4 bis 6 % Aluminium, 0,5 bis 1,8 % Eisen und 0,3 bis 1,5 % Mangan, Rest Kupfer einschließlich unvermeidbarer, herstellungsbedingter Verunreinigungen, als Werkstoff zur Herstellung von Münzen oder dergleichen, die einen goldenen Farbton und eine hohe Anlaufbeständigkeit aufweisen müssen.
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