WO2012015339A1 - Composite carbon-containing material for mint items - Google Patents

Composite carbon-containing material for mint items Download PDF

Info

Publication number
WO2012015339A1
WO2012015339A1 PCT/RU2011/000555 RU2011000555W WO2012015339A1 WO 2012015339 A1 WO2012015339 A1 WO 2012015339A1 RU 2011000555 W RU2011000555 W RU 2011000555W WO 2012015339 A1 WO2012015339 A1 WO 2012015339A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
mint
nickel
items
composite carbon
tin
Prior art date
Application number
PCT/RU2011/000555
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Георгиевич АБИНОВ
Юрий Григорьевич КАЛИНИН
Константин Рудольфович КРАУТМАН
Сергей Владимирович ПАРСЕГОВ
Иван Александрович КОЛОСОВ
Алексей Михайлович ГОНЧАРОВ
Алексей Борисович АКИНИН
Original Assignee
Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Гознак" (Фгуп "Гознак")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Гознак" (Фгуп "Гознак") filed Critical Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Гознак" (Фгуп "Гознак")
Publication of WO2012015339A1 publication Critical patent/WO2012015339A1/en

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C1/0425—Copper-based alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C26/00—Alloys containing diamond or cubic or wurtzitic boron nitride, fullerenes or carbon nanotubes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C9/00—Alloys based on copper
    • C22C9/02—Alloys based on copper with tin as the next major constituent

Definitions

  • the invention relates to composite carbon-containing nanomaterials - materials for the manufacture of mints, such as coins, tokens, medals from metal powders.
  • the closest analogue of the claimed invention is a sintered alloy described in document RU 2354729 C1, 05/10/2009, used for the manufacture of coins and other decorative products.
  • Known alloy has the following composition, May. %: aluminum 24.0-26.0, nickel 24.0-26.0, silver 24.0-26.0, indium 24.0-26.0.
  • the introduction of indium leads to an increase in the corrosion resistance of the articles.
  • the disadvantages of the prototype include the high cost of the material through the use of expensive components of indium and silver, as well as the absence of protective features due to the specific properties of the material.
  • protective features for minting products one can consider specific electrical conductivity, magnetic properties (coercive force, residual magnetization, maximum magnetic moment), specific gravity.
  • a distinctive feature of the proposed material is the optimal combination of mechanical and physical properties and profitability.
  • the introduction of the fulleroid type carbon nanostructures into the composition of the composite material positively affects its electrical conductivity. Magnetic properties are achieved due to the introduction of iron and nickel into the composition, as well as due to the technology of obtaining the material, in particular, sintering of the composition at a certain temperature.
  • a unique property of the proposed material is its weakly pronounced magnetic properties, which bronzes close in composition, obtained by traditional technology, do not possess.
  • the magnetic properties of the proposed material combined with electrical conductivity and specific gravity, make it possible to create machine-readable security features for mint products.
  • Sintered composite material is obtained by powder metallurgy, including mixing the starting components in a drunk barrel mixer for two hours, cold pressing in a closed mold at a pressure of 350 - 400 MPa and sintering in a protective atmosphere of dissociated ammonia for two hours at a temperature 750 - 850 ° C.
  • the obtained samples were determined hardness, ductility, electrical conductivity and magnetic properties of the sintered material.
  • This invention allows to obtain a material with an optimal combination of mechanical properties, protective features, as well as more economical.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

The invention relates to composite carbon-containing nanomaterials for the manufacture of mint items such as coins, tokens and medals from metal powders. The composite carbon-containing material for mint items contains copper, nickel, tin, iron and fulleroid-type carbon nanostructures in the following component ratio (wt%): 1.0 – 2.0 nickel; 9.0 – 12.0 tin; 2.0 – 4.0 iron; 0.1 - 0.2 fulleroid-type carbon nanostructures; and the remainder copper. The invention makes it possible to develop a material which exhibits an optimal combination of mechanical properties, has security features and is also more economical.

Description

КОМПОЗИЦИОННЫЙ УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ИЗДЕЛИЙ МОНЕТНЫХ ДВОРОВ  COMPOSITE CARBON-CONTAINING MATERIAL FOR PRODUCTS OF COINS
Область техники Technical field
Изобретение относится к композиционным углеродсодержащим наноматериалам - материалам для изготовления изделий монетных дворов, таких, как монеты, жетоны, медали из металлических порошков.  The invention relates to composite carbon-containing nanomaterials - materials for the manufacture of mints, such as coins, tokens, medals from metal powders.
В настоящее время в качестве исходных материалов для изделий монетных дворов в основном используются сплавы на основе меди с никелем (мельхиоры - сплавы белого цвета), сплавы меди с оловом (бронзы) или с цинком (латуни - сплавы желтого цвета). Заготовки изделий получают традиционным способом: вырубкой из листового проката. При этом образуется значительное количество отходов цветных металлов, имеют место сравнительно высокие энергетические затраты и предъявляются особые требования к стойкости штампов.  Currently, alloys based on copper with nickel (nickel silver - white alloys), copper alloys with tin (bronze) or zinc (brass - yellow alloys) are mainly used as starting materials for mint products. Billets of products are obtained in the traditional way: by cutting from sheet metal. At the same time, a significant amount of non-ferrous metal waste is generated, relatively high energy costs take place, and special demands are made on the durability of the dies.
Производство спеченных изделий сдерживалось высокой стоимостью исходных порошков и пресс-форм. В последнее время стоимость порошков приблизилась к стоимости проката, а стоимость пресс-форм значительно сократилась, благодаря появлению современных методов проектирования и изготовления.  The production of sintered products was constrained by the high cost of the initial powders and molds. Recently, the cost of powders has come close to the cost of rolling, and the cost of molds has significantly decreased, thanks to the advent of modern design and manufacturing methods.
Известно применение материалов, полученных по технологии порошковой металлургии, для изготовления монет (GB 1562712А, 12.03.1980, JP 3258206А, 18.11.1991 , RU 2354729 С 1, 10.05.2009). The use of materials obtained by powder metallurgy technologies for the manufacture of coins (GB 1562712A, 03/12/1980, JP 3258206A, 11/18/1991, RU 2354729 С 1, 05/10/2009).
Наиболее близким аналогом заявляемого изобретения является спеченный сплав, описанный в документе RU 2354729 С1 , 10.05.2009, применяемый для изготовления монет и других декоративных изделий. Известный сплав имеет следующий состав, мае. %: алюминий 24,0-26,0, никель 24,0-26,0, серебро 24,0-26,0, индий 24,0-26,0. В известном сплаве введение индия приводит к повышению коррозионной стойкости изделий.  The closest analogue of the claimed invention is a sintered alloy described in document RU 2354729 C1, 05/10/2009, used for the manufacture of coins and other decorative products. Known alloy has the following composition, May. %: aluminum 24.0-26.0, nickel 24.0-26.0, silver 24.0-26.0, indium 24.0-26.0. In the known alloy, the introduction of indium leads to an increase in the corrosion resistance of the articles.
К недостаткам прототипа можно отнести высокую себестоимость материала за счет использования дорогих компонентов индия и серебра, а также отсутствие защитных признаков, обусловленных специфическими свойствами материала. В качестве защитных признаков для изделий монетных дворов можно рассматривать удельную электропроводность, магнитные свойства (коэрцитивная сила, остаточная намагниченность, максимальный магнитный момент), удельный вес.  The disadvantages of the prototype include the high cost of the material through the use of expensive components of indium and silver, as well as the absence of protective features due to the specific properties of the material. As protective features for minting products, one can consider specific electrical conductivity, magnetic properties (coercive force, residual magnetization, maximum magnetic moment), specific gravity.
Раскрытие изобретения Disclosure of invention
Задача, решаемая изобретением и технический результат: разработка материала, обладающего оптимальным сочетанием механических свойств, защитными признаками, а также более экономичного. The problem solved by the invention and the technical result: the development of material with the optimal combination of mechanical properties, protective features, as well as more economical.
Для решения поставленной задачи предлагается композиционный углеродсодержащий материал, содержащий медь, никель, олово, железо и углеродные наноструктуры фуллероидного типа при следующем соотношении компонентов, мае. %:  To solve this problem, a composite carbon-containing material containing copper, nickel, tin, iron and carbon nanostructures of the fulleroid type is proposed in the following ratio of components, May. %:
никель 1,0 - 2,0 олово 9,0 - 12,0 железо 2,0 - 4,0 углеродные наноструктуры фуллероидного nickel 1.0 - 2.0 tin 9.0 - 12.0 iron 2.0 - 4.0 carbon nanostructures of fulleroid
типа 0,1 - 0,2 медь остальное. type 0.1 - 0.2 copper the rest.
Лучший пример осуществления изобретения The best example of carrying out the invention
Отличительной особенностью предлагаемого материала является оптимальное сочетание механических и физических свойств и экономичность. Введение в состав композиционного материала углеродных наноструктур фуллероидного типа положительно влияет на его электропроводность. Магнитные свойства достигаются благодаря введению в композицию железа и никеля, а также за счет технологии получения материала, в частности, спекания композиции при определенной температуре. Уникальным свойством предлагаемого материала являются слабо выраженные магнитные свойства, которыми не обладают близкие по составу бронзы, полученные по традиционной технологии. Магнитные свойства предлагаемого материала в сочетании с электропроводностью и удельным весом позволяют создать машиночитаемые защитные признаки для продукции монетных дворов. A distinctive feature of the proposed material is the optimal combination of mechanical and physical properties and profitability. The introduction of the fulleroid type carbon nanostructures into the composition of the composite material positively affects its electrical conductivity. Magnetic properties are achieved due to the introduction of iron and nickel into the composition, as well as due to the technology of obtaining the material, in particular, sintering of the composition at a certain temperature. A unique property of the proposed material is its weakly pronounced magnetic properties, which bronzes close in composition, obtained by traditional technology, do not possess. The magnetic properties of the proposed material, combined with electrical conductivity and specific gravity, make it possible to create machine-readable security features for mint products.
Спеченный композиционный материал получают методом порошковой металлургии, включающим смешивание исходных компонентов в смесителе типа «пьяная бочка» в течение двух часов, холодное прессование в закрытой пресс-форме при давлении 350 - 400 МПа и спекание в защитной атмосфере диссоциированного аммиака в течение двух часов при температуре 750 - 850°С. На полученных образцах определяли твердость, пластичность, удельную электропроводимость и магнитные свойства спеченного материала.  Sintered composite material is obtained by powder metallurgy, including mixing the starting components in a drunk barrel mixer for two hours, cold pressing in a closed mold at a pressure of 350 - 400 MPa and sintering in a protective atmosphere of dissociated ammonia for two hours at a temperature 750 - 850 ° C. The obtained samples were determined hardness, ductility, electrical conductivity and magnetic properties of the sintered material.
Сравнительная характеристика известного (N°4) и предлагаемого (N21-3) спеченных материалов приведена в таблице. Как следует из приведенных в таблице данных, введение частиц с углеродной наноструктурой в сочетании с никелем, оловом и железом позволяет получать широкую гамму физико-механических свойств. Таблица.Comparative characteristics of the known (N ° 4) and the proposed (N21-3) sintered materials are given in the table. As follows from the data in the table, the introduction of particles with a carbon nanostructure in combination with nickel, tin and iron allows you to get a wide range of physical and mechanical properties. Table.
Ns Состав компонентов, мас.% Свойства Магнит-Ns Composition of components, wt.% Properties Magnet-
П/П м: г„ "ТТ ные P / P m: r „ TT TT
Твердость Критерий Удельная  Hardness Specific Criterion
\ свой- ные НВ, МПа пластич- электро- ства нано- ности, % провод- структуры ность,  \ peculiar HB, MPa plastic nano-electricity,% conductivity-structure,
МСм/м  Msm / m
81 ,8 12 0,20 400-410 10,3-11 ,4 2,10-2,17 + 81, 8 12 0.20 400-410 10.3-11, 4 2.10-2.17 +
87,9 2 9 10,10 375-395 18,6-19,3 4,90-4,96 + 85,9 2 1 10 0,10 370-380 15,8-16,4 3,52-3,60 87.9 2 9 10.10 375-395 18.6-19.3 4.90-4.96 + 85.9 2 1 10 0.10 370-380 15.8-16.4 3.52-3 , 60
200-350 8,5-19,5 3,10-4,50 антифрикционные  200-350 8.5-19.5 3.10-4.50 anti-friction
вуют порошковые на основе  powder based
меди.  copper.
Примечание: Note:
1. Свойства материалов N2N21-3 приведены при пористости 20%.  1. The properties of materials N2N21-3 are given at a porosity of 20%.
2. Свойства известного материала (Ν»4) приведены при пористости 15-25%.  2. The properties of the known material (Ν "4) are given at a porosity of 15-25%.
Промышленная применимость Industrial applicability
Данное изобретение позволяет получить материал, обладающий оптимальным сочетанием механических свойств, защитными признаками, а также более экономичный.  This invention allows to obtain a material with an optimal combination of mechanical properties, protective features, as well as more economical.

Claims

Формула изобретения  Claim
Композиционный углеродсодержащий материал для изделий монетных дворов, содержащий медь, никель, олово, железо и углеродные наноструктуры фуллероидного типа при следующем соотношении компонентов, мае. %: Composite carbon-containing material for mints, containing copper, nickel, tin, iron and carbon nanostructures of the fulleroid type in the following ratio of components, May. %:
никель 1 ,0 - 2,0 олово 9,0 - 12,0 железо 2,0 - 4,0 углеродные наноструктуры фуллероидного nickel 1, 0 - 2.0 tin 9.0 - 12.0 iron 2.0 - 4.0 carbon nanostructures of fulleroid
типа 0,1 - 0,2 медь остальное. type 0.1 - 0.2 copper the rest.
PCT/RU2011/000555 2010-07-27 2011-07-26 Composite carbon-containing material for mint items WO2012015339A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010131053 2010-07-27
RU2010131053/05A RU2427659C1 (en) 2010-07-27 2010-07-27 Composite carbon containing material for items of mint places

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2012015339A1 true WO2012015339A1 (en) 2012-02-02

Family

ID=44756768

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2011/000555 WO2012015339A1 (en) 2010-07-27 2011-07-26 Composite carbon-containing material for mint items

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2427659C1 (en)
WO (1) WO2012015339A1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1562712A (en) * 1975-07-28 1980-03-12 Plansee Metallwerk Method of making coins
JPH03258206A (en) * 1990-03-07 1991-11-18 Mitsubishi Electric Corp Coin containing magnetic material
RU2012622C1 (en) * 1992-04-03 1994-05-15 Юлия Алексеевна Щепочкина Copper-base alloy
RU2354729C1 (en) * 2007-10-02 2009-05-10 Юлия Алексеевна Щепочкина Sintered alloy
RU2383657C2 (en) * 2004-09-03 2010-03-10 Диффьюжн Эллойс Лимитед Method of fabrication of billets of coins

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1562712A (en) * 1975-07-28 1980-03-12 Plansee Metallwerk Method of making coins
JPH03258206A (en) * 1990-03-07 1991-11-18 Mitsubishi Electric Corp Coin containing magnetic material
RU2012622C1 (en) * 1992-04-03 1994-05-15 Юлия Алексеевна Щепочкина Copper-base alloy
RU2383657C2 (en) * 2004-09-03 2010-03-10 Диффьюжн Эллойс Лимитед Method of fabrication of billets of coins
RU2354729C1 (en) * 2007-10-02 2009-05-10 Юлия Алексеевна Щепочкина Sintered alloy

Also Published As

Publication number Publication date
RU2427659C1 (en) 2011-08-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Qian COLD COMPACTION AND SINTERING OF TITANIUM AND ITS ALLOYS FOR NEAR-NET-SHAPE OR PREFORM FABRICATION.
Huang et al. Recent progress in metallic glasses in Taiwan
WO2010046224A3 (en) Metal powder containing molybdenum for producing hard metals based on tungstene carbide
WO2011159596A1 (en) Tin-containing amorphous alloy
IL188837A (en) Magnesium alloy
CA2667323A1 (en) Hard tip and method for producing the same
WO2005099937B1 (en) Powder metallurgical compositions and methods for making the same
WO2008105788A3 (en) Ni-base wear and corrosion resistant alloy
El-Eskandarany et al. Synthesis of full-density nanocrystalline tungsten carbide by reduction of tungstic oxide at room temperature
JP2007084858A (en) Iron-based high hardness shot material
WO2012015339A1 (en) Composite carbon-containing material for mint items
Azizi et al. Fabrication of ZAMAK 2 alloys by powder metallurgy process
CN106811663A (en) A kind of mould laser reinforcing powder
CN101397644A (en) Ti base bulk amorphous alloy and method for producing the same
RU2010120780A (en) METAL POWDER MIXTURE AND ITS APPLICATION
S Maurya et al. Microstructural and phase analysis of Al based bulk metallic glass synthesized by mechanical alloying and consecutive spark plasma sintering with varying consolidation pressure
CN103874774B (en) Ni base corrosion-proof wear consumption alloy
Dang et al. Densification and mechanical properties of FeMn13-TiC composites fabricated by pulsed electric current sintering process
Shon et al. Effect of Graphene Addition on Mechanical Properties of TiN
JP4964457B2 (en) Method for producing Co-based sputtering target material containing oxide
TH118887B (en) Manufacturing process of sintered material by powder metallurgy method.
WO2011010288A3 (en) Boron suboxide composite material
JP2012087415A5 (en)
Moriguchi et al. Mechanical properties of ultra-fine grained cemented carbides with flattened co phase.
Karwan-Baczewska et al. Small particles with better contacts make nanocomposites kings of conductivity

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 11812839

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 11812839

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1