WO2016020234A1

WO2016020234A1 - Verfahren zum herstellen eines prägerohlings für münzen und medaillen, prägerohling und verwendung des prägerohlings

Info

Publication number: WO2016020234A1
Application number: PCT/EP2015/067356
Authority: WO
Inventors: Gerd Wagner
Original assignee: Reischauer Gmbh
Priority date: 2014-08-07
Filing date: 2015-07-29
Publication date: 2016-02-11
Also published as: DE102014111245A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Prägerohlings für Münzen und Medaillen bei dem ein Metallpulver bereitgestellt und das Metallpulver zu einem plattenförmigen oder scheibenförmigen Grünling mit zwei entgegengesetzt zueinander liegenden Stirnseiten gepresst wird, und bei dem der Grünling unter Bildung des Prägerohlings mit einer zum Grünling korrespondierenden Form gesintert wird, wobei wenigstens eine der Stirnseiten des Münzrohlings wenigstens abschnittsweise mit einem Profil versehen wird.

Description

Verfahren zum Herstellen eines Prägerohlings für Münzen und Medaillen, Prägerohling und Verwendung des Prägerohlings

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Prägerohlings für Münzen und Medaillen sowie den durch das Verfahren erhältlichen Rohling und eine Verwendung des Prägerohlings.

Zur Herstellung von Münzen und Medaillen, die aus unedlen Metallen oder auch aus Edelmetallen bestehen können, werden zunächst flache Metallscheiben mit bevorzugt kreisförmigem oder regelmäßigem polygonalen Querschnitt aus gewalzten Blechen ausgestanzt. Vor der Weiterverarbeitung zu Münzen können diese Rohlinge poliert und gegebenenfalls galvanisiert werden. Die Prägung der Münzen oder Medaillen erfolgt in einem Prägewerkzeug, in das ein Profil für das Münzrelief eingraviert ist. Beim Prägevorgang fließt der Werkstoff des Rohlings zur Ausformung des Reliefs und gegebenenfalls auch zur Ausformung eines ringförmigen Randstabes. Aus der DE 199 59 500 A1 ist ein Verfahren zum Herstellen von Münzen und Medaillen aus Metall bekannt, bei dem Münzronden durch Kaltumformung mit einer erhabenen Kernzone und einer erhabenen Randzone auf mindestens einer Seite der Ronde bereitgestellt werden. Dieses Verfahren ist allerdings nur im Labormaßstab durchführbar und nicht für die Serienfertigung von Münzrohlingen geeignet, da für die Kaltumformung der Ronde durch Fließpressen zu hohe Drücke über einen langen Zeitraum aufgewendet werden müssen.

Ein Verfahren zur Herstellung von metallischen Münzen unter Verwendung pulvermetallurgisch hergestellter Münzrohlinge ist aus der DE 26 33 323 bekannt. Gemäß diesem Verfahren werden die pulvermetallurgischen Verfahrensschritte mit dem Ziel durchgeführt, eine spezielle Werkstoffkennzeichnung der Münze zum Zwecke der Kennzeichnung gegen Fälschungen zu erreichen. Dazu wird unter anderem vorgeschlagen, eine inhomogene Verteilung der Werkstoffe innerhalb des Münzrohlings zu erzeugen oder einen nichtlegierungsfähigen Fremdstoff zuzusetzen. Pulvermetallurgische Verfahren zur Herstellung von Münzen und Medaillen sind in der Industrie jedoch bisher ohne Bedeutung geblieben.

Es besteht weiter Bedarf an einem Verfahren zur Herstellung von Medaillen oder Münzen, insbesondere aus Edelmetallen, die kostengünstig mit einem geringeren Materialaufwand und zu geringeren Energiekosten durchgeführt werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben, die wahlweise auch miteinander kombiniert werden können.

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Herstellung eines Prägerohlings für Münzen und Medaillen vorgeschlagen, welches die folgenden Schritte umfasst:

Bereitstellen eines Metallpulvers;

Pressen des Metallpulvers zu einem plattenförmigen oder scheibenförmigen Grünling mit zwei entgegengesetzt zueinander liegenden Stirnseiten; und

Sintern des Grünlings unter Bildung des Prägerohlings mit einer zum Grünling korrespondierenden Form, wobei wenigstens eine der Stirnseiten des Prägerohlings wenigstens abschnittsweise mit einem Profil versehen wird.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren werden Prägerohlinge erhalten, die eine gegenüber auf herkömmlichem Weg hergestellten Rohlingen wesentlich verbesserte Duktilität aufweisen und sich daher mit weit geringerem Zeit- und Energieaufwand zu Münzen und Medaillen jeder Art prägen lassen. Darüber hinaus kann auch wertvolles Material zur Herstellung der Prägerohlinge eingespart werden, da keine Stanzabfälle anfallen und die erfindungsgemäß vorgeschlagene pulvermetallurgische Herstellung mit genau dem für den Prägerohling geforderten Metallgewicht erfolgen kann.

Überraschenderweise führt nicht nur die Profilierung des Prägerohlings zu einem verbesserten Fließverhalten während des Prägevorgangs. Vielmehr trägt auch die pulvermetallurgische Herstellung des Rohlings zu einer wesentlich höheren Duktilität bei, die sich insbesondere in einem Vergleich von Fließkurven im Spannungs-Dehnungsdiagramm zeigt. Ohne die Bindung an eine Theorie zu beabsichtigen, wird davon ausgegangen, dass Verschiebungen und Versetzungen im Korngefüge des durch pulvermetallurgische Verfahren hergestellten Prägerohlings mit wesentlich geringeren Kräften erreicht werden können als in den auf herkömmliche Weise durch Stanzen aus Halbzeugen hergestellten Prägerohlingen.

Darüber hinaus gestattet das erfindungsgemäße Verfahren eine hohe Wahlfreiheit mit Bezug auf das während der Bildung des Grünlings in den Prägerohling eingebrachte Profil. Dadurch kann der nach dem Sintern des Grünlings erhaltene Prägerohling vorteilhaft zur Ausprägung von Münzen und Medaillen mit einem Hochrelief verwendet werden, die auf herkömmlichen Weg entweder nicht mit zufriedenstellender Qualität herzustellen sind oder wiederholte Prägevorgänge bei hohen Drücken erfordern. Zur erfindungsgemäßen Herstellung der Prägerohlinge für Münzen und Medaillen können alle üblicherweise für Umlaufmünzen, Sammlermünzen, Anlagemünzen oder Medaillen verwendeten Metalle und Metalllegierungen, auch in Form eines Pulvergemischs, verwendet werden. Bevorzugt ist das Metallpulver ein Pulver aus einem Edelmetall, Kupfer, Nickel, Aluminium oder Eisen und Gemischen sowie Legierungen davon. Besonders bevorzugt sind Pulver von Stahl, Kupfer, Gold, Silber, Platin, Palladium, Rhodium, Iridium, Ruthenium und/oder Osmium sowie Gemischen und Legierungen davon.

Beispiele für solche Metalle und Metalllegierungen sind Au999, Au917, Au900, Ag999, Ag925Cu, Ag900Cu, Ag625Cu, Ag333Cu, Cu99, Cu75Ni25. Der platten- oder scheibenförmige Grünling und damit auch der nach Sintern des Grünlings erhaltene Prägerohling kann, in Draufsicht auf eine der Stirnseiten gesehen, jede beliebige, auch irreguläre Grundfläche aufweisen. Bevorzugt ist eine runde, insbesondere elliptische oder kreisrunde, Grundfläche oder eine Grundfläche in Form eines regelmäßigen Polygons. Desweiteren sind mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auch Grünlinge und Prägerohlinge in Barrenform mit im Wesentlichen rechteckiger Grundfläche darstellbar, wie sie auch für Anlageprodukte verwendet werden. Die entgegengesetzt zueinander liegenden Stirnseiten des Prägerohlings sind von einer randumlaufenden Mantelfläche mit, unter Berücksichtigung von Fertigungstoleranzen, im Wesentlichen konstanter Höhe begrenzt. Die Mantelfläche kann im Wesentlichen senkrecht zu der von den Stirnseiten gebildeten Ebene stehen, aber auch gerundet sein. Die am Zusammentreffen der Stirnseiten und der Mantelfläche gebildeten Kanten können scharf, rund oder gefast sein.

Die Abmessungen des nach Sintern aus dem Grünling erhaltenen Prägerohlings liegen im Bereich üblicher Münzen und Medaillen. Bevorzugt beträgt die Breite der Stirnseiten des Prägerohlings von 10 bis 100 mm. Die Höhe der die Stirnseiten randumlaufend begrenzenden Mantelfläche liegt bevorzugt im Bereich von 0,2 bis 5 mm, besonders bevorzugt im Bereich von 1 bis 3 mm. Die Abmessungen des Grünlings sind wegen des beim Sintern auftretenden Volumenschwundes bis zu etwa 20 % größer als diejenigen des Prägerohlings. Der Volumenschwund während des Sinterns wird in Bezug auf die Abmessungen des Grünlings mit einkalkuliert. Verbleibende, geringe Abweichungen des Prägerohlings vom Sollmaß der Münze oder Medaille können wegen der guten Duktilität des Prägerohlings auch während Prägevorgangs noch ausgeglichen werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die wenigstens abschnittsweise profilierte Stirnseite des Grünlings sowie des daraus durch Sintern erhaltenen Prägerohlings ein Profil mit zumindest einer Ausbuchtung in axialer Richtung auf. Als axiale Richtung wird die senkrecht zur der von den Stirnseiten gebildete Ebene stehende Richtung bezeichnet, die auch in Richtung der Höhe der Mantelfläche weist. Durch die Ausbuchtung in axialer Richtung wird auf der Stirnseite zusätzliches Material für die Ausprägung der Münze oder Medaille bereitgestellt, das aufgrund der besseren Duktilität der erfindungsgemäß hergestellten Prägerohlings schon bei niedrigeren Prägedrücken fließt und die Ausbildung eines Münzreliefs mit hoher Qualität gestattet. Das Profil kann sich über die gesamte Stirnseite erstrecken oder in einem vorbestimmten Abschnitt der Stirnseite angeordnet sein. Vorzugsweise umfasst das Profil eine axiale Ausbuchtung von mindestens einer die Stirnseite umlaufenden Randzone. Dies ermöglicht die einfache Ausprägung eines sogenannten Randstabes, ohne dass der Rand des Prägerohlings wie bei den aus Halbzeugen gestanzten Ronden gestaucht werden muss.

Zumindest eine Stirnseite kann aber auch mehrere profilierte Abschnitte aufweisen, die jeweils lateral in einem Abstand zueinander angeordnet sind. Damit wird die Ausprägung von Münzen und Medaillen mit komplexen Abbildungen bei einem geringen Prägedruck und/oder in nur einem Prägedurchgang ermöglicht.

Die mehreren profilierten Abschnitte können unterschiedliche Grundflächen und/oder eine unterschiedliche Breite der jeweiligen Grundflächen des Profils aufweisen.

Die Profilhöhe liegt bevorzugt in einem Bereich von 0,01 bis 2,5 mm, je nach Abmessung und Material des Prägerohlings. Als Profilhöhe wird die maximale Höhe des Profils über einer an den profilierten Abschnitt angrenzenden, profilfreien ebenen Fläche der Stirnseite angesehen, die in der ausgeprägten Münze oder Medaille dem Münzgrund entspricht. Falls die Stirnseite des Prägerohlings keine profilfreie ebene Fläche aufweist, wird als Profilhöhe der axiale Abstand zwischen der tiefsten Einbuchtung und der höchsten Erhebung des Prägerohlings verstanden.

Für die Prägung von Umlaufmünzen mit Randstab können Prägerohlinge mit einer randumlaufenden Ausbuchtung und einer oder mehreren Ausbuchtungen in einem Mittelabschnitt der Stirnseite verwendet werden. Die Profilhöhe der Ausbuchtung im Mittelabschnitt ist dabei vorzugsweise nicht höher als die Profilhöhe der randumlaufenden Ausbuchtung. Dadurch wird sichergestellt, dass die Prägerohlinge stapelfähig und die aus dem Prägerohling ausgeprägten Münzen automatengängig sind.

Das Verhältnis der Profilhöhe zur Dicke des Prägerohlings beträgt bevorzugt bis zu etwa 0,5. Als Dicke des Prägerohlings wird der axiale Abstand zwischen den am tiefsten liegenden profilfreien ebenen Flächen auf den entgegengesetzt zueinander liegenden Stirnseiten des Prägerohlings angesehen. Bei Prägerohlingen ohne randumlaufende Ausbuchtung entspricht die Dicke des Prägerohlings der Höhe der Mantelfläche. Vorzugsweise liegt das Verhältnis von Profilhöhe zur Dicke des Prägerohlings im Bereich von 0,05 bis 0,5, bevorzugt von 0,1 bis 0,5 und besonders bevorzugt im Bereich von 0,1 bis 0,25, insbesondere 0,1 bis 0,2. Prägerohlinge mit einem Verhältnis der Profilhöhe zur Dicke des Prägerohlings von 0,1 bis 0,25 eignen sich insbesondere für die Prägung von Umlaufmünzen oder üblichen Sammlermünzen durch einfache Ringprägung.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform liegt die Dicke des Prägerohlings in einem Bereich von 0,2 bis 5 mm, vorzugsweise von 0,5 bis 3 mm und besonders bevorzugt von 1 mm bis 3 mm, und das Verhältnis der Profilhöhe zur Dicke des Prägerohlings liegt im Bereich von 0,1 bis 0,25, bevorzugt von 0,1 bis 0,2. Die zur vollständigen Ausprägung eines Münzmotivs erforderliche Presskraft ist in der Regel umso höher, je dünner der Prägerohling ist. Erfindungsgemäße Prägerohlinge mit den genannten Abmessungen lassen sich dagegen mit geringerer Presskraft und vorzugsweise in nur einem Durchgang zu Münzen und Medaillen mit vollständig ausgeformten Motiven prägen. Insbesondere bei niedrigen Dicken der Rohlinge von bis zu 3 mm kann daher vorteilhaft mit einer deutlich geringeren Presskraft gearbeitet werden als bei aus Halbzeugen ausgestanzten Prägerohlingen.

Zur Herstellung von Münzen und Medaillen mit Hochrelief-Motiven kann das Verhältnis von Profilhöhe zu Dicke des Prägerohlings in einem Bereich von über 0,25 bis 0,5 liegen. In diesem Fall sind bei gleicher Presskraft weniger Durchgänge nötig, um vollständig ausgeprägte Motive zu erhalten.

Bei Feinmetallen wie Ag999 und Au999 können Prägungen von Münzen und Medaillen als Hochrelief angesehen werden, die ein Verhältnis von Reliefhöhe über dem Münzgrund zu Dicke der Münze von über 0,25 aufweisen. Bei weniger duktilen Münzwerkstoffen kann das Verhältnis von Reliefhöhe über dem Münzgrund zu Dicke der Münze geringer sein.

Ferner besteht der Wunsch nach Herstellung von Münzen oder Medaillen mit immer komplexeren Abbildungen, die sowohl hochliegende, d. h. über dem Münzgrund liegende, als auch tiefliegende, d. h. unter dem Münzgrund liegende Reliefabschnitte aufweisen. Die Erfindung trägt diesem Wunsch dadurch Rechnung, dass die Stirnseite wenigstens abschnittsweise ein Profil mit einer oder mehreren Einbuchtungen und Ausbuchtungen in axialer Richtung aufweist. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass zur Ausbildung von tiefliegenden Reliefabschnitten beim Prägen weniger Material verdrängt werden muss.

Der Prägerohling kann auf einer oder beiden Stirnseiten wenigstens abschnittsweise profiliert sein. Die Profile auf den beiden Stirnseiten können gleich oder verschieden sein. Bevorzugt sind Prägerohlinge mit profilierten Abschnitten auf beiden Stirnseiten, die sich voneinander unterscheiden.

Die Grundfläche des auf der Stirnseite des Prägerohlings ausgebildeten Profils kann regelmäßig oder unregelmäßig sein. Beispielsweise kann ein im späteren Prägeschritt auszuprägendes Relief bereits in Umrissen und/oder im Profilquerschnitt vorgezeichnet sein.

Falls die Stirnseite ein Profil mit regelmäßiger Grundfläche aufweist, können bekannte geometrische Formen verwendet werden. Insbesondere kann die Grundfläche ellipsoid, kreisförmig oder polygonal gebildet sein.

Das Profil kann in Form einer Pyramide, eines Pyramidenstumpfs, eines Kegels, eines Kegelstumpfs, eines Doms, eines Kugelsegments, eines Prismas oder eines Zylinders gebildet sein. Bevorzugt ist das Profil in Form eines Kegels oder Kegelstumpfs gebildet. Es kann gezeigt werden, dass diese Profilform in Kombination mit der guten Duktilität des Prägerohlings besonders günstige Fließeigenschaften aufweist. Ein als Einbuchtung auf der Stirnseite ausgebildetes Profil kann als Negativform der oben beschriebenen Profilformen gestaltet sein.

Das zur Herstellung des gesinterten Prägerohlings verwendete Metallpulver weist bevorzugt eine mittlere Korngröße von 20 μηη bis 150 μηη auf.

Das Pressen des Grünlings aus dem Metallpulver erfolgt bevorzugt bei einem Druck von 200 MPa bis 800 MPa, vorzugsweise 200 MPa bis 600 MPa. Durch das Pressen des Grünlings wird das Metallpulver so weit verdichtet, dass eine Handhabung des Grünlings ohne Beschädigung gewährleistet ist.

Das Sintern des Grünlings unter Bildung des Prägerohlings erfolgt bevorzugt bei Normaldruck unter Schutzgasatmosphäre, vorzugsweise Stickstoff. Die Sintertemperatur beträgt bevorzugt etwa 60 - 95 % der Solidustemperatur des eingesetzten Metalls oder der Metalllegierung. Die Sinterdichte des so erhaltenen gesinterten Prägerohlings beträgt bevorzugt höchstens 98 % der theoretischen Dichte.

Zur Herstellung einer mit einem Relief versehenen Münze oder Medaille wird der Prägerohling in ein mit zwei Prägestempeln, d. h. einem Oberstempel und einem Unterstempel, und einem Prägering versehenes Werkzeug eingebracht und anschließend durch Aufbringen der Prägestempel auf den Prägerohling unter Druck zu einer Münze oder Medaille umgeformt. Dabei werden die in den Prägestempeln als Negativreliefs vorgesehenen Motive unter Ausbildung von Positivabdrücken der Reliefs auf den Prägerohling übertragen. Der Prägerohling wird im Werkzeug bevorzugt so angeordnet , dass das Profil des Prägerohlings wenigstens teilweise in die Einbuchtungen und/oder Ausbuchtungen des Negativreliefs im Prägestempel eingreift. Dadurch wird gewährleistet, dass der für den Umformprozess erforderliche Materialfluss zur Ausbildung des Reliefs möglichst gering gehalten wird und mit niedrigeren Presskräften gearbeitet werden kann. Die hohe Duktilität des gesinterten Prägerohlings trägt zu einer weiteren Verbesserung des Fließverhaltens im Vergleich zu aus Halbzeugen ausgestanzten Rohlingen bei.

Gegenstand der Erfindung ist weiter ein Prägerohling, der durch das erfindungsgemäße Verfahren erhältlich ist. Der durch das erfindungsgemäße Verfahren erhaltene gesinterte

Prägerohling kann vorteilhaft zum Prägen von mit einem Relief versehenen Münzen und Medaillen verwendet werden. Aufgrund der verbesserten Duktilität des gesinterten Prägerohlings in Kombination mit der wenigstens abschnittsweisen Profilierung auf einer oder beiden Stirnseiten des Prägerohlings kann das Relief der Münze oder Medaille mit wesentlich geringerer Presskraft oder weniger Prägedurchgängen bei gleichzeitig verbesserter Reliefstruktur erreicht werden.

Das Relief auf der Münze oder Medaille ist vorzugsweise ein Hochrelief. Derartige Prägungen erfordern bisher die Verwendung hoher Prägedrücke verbunden mit mehreren Wiederholungen des Prägevorgangs und ggf. einer Wärmebehandlung. Die Verwendung des erfindungsgemäßen Prägerohlings können komplexe Motive in Hochreliefausführung mit einer geringeren Anzahl an Prägedurchgängen oder ohne zwischenzeitliche Wärmebehandlung gestaltet werden.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen, die jedoch nicht als einschränkend verstanden werden soll. In den Zeichnungen zeigen:

- Figur 1 eine schematische Darstellung von erfindungsgemäßen Prägerohlingen mit unterschiedlichen Profilen, dargestellt als Figuren 1 a bis 1 e;

- Figur 2 eine Fließkurve, aufgenommen mit gesinterten Prägerohlingen im Vergleich zu konventionell aus Halbzeug hergestellten Prägerohlingen; und

- Figur 3 die graphische Darstellung der zur Ausprägung eines Wappenmotives mit vorgegebener Reliefhöhe erforderlichen Prägekraft.

Die Figuren 1 a bis 1 e zeigen jeweils einen gesinterten Prägerohling 10 mit zueinander entgegengesetzt liegenden Stirnseiten 12, 14 und einer die Stirnseiten umhüllenden Mantelfläche 16. Wenigstens eine der Stirnseiten 12, 14 ist abschnittsweise profiliert.

Die Fig. 1 a zeigt den gesinterten Prägerohling 10 mit einem Profil 18 in Draufsicht und im Querschnitt, wobei das Profil 18 eine Kegelform aufweist und sich über einen zentralen Abschnitt der Stirnseite 12 erstreckt. Die Profilhöhe h ist als maximale Höhe des Kegels über dem Rand des Prägerohlings bzw. über der an den Kegel angrenzenden ebenen Fläche der Stirnseite 12 angegeben. Mit D-ι ist der Durchmesser des Kegels an seiner Grundfläche bezeichnet, und mit D₀ der Durchmesser des Prägerohlings. Die gezeigten Größenverhältnisse sind nicht maßstabsgetreu. Bevorzugt liegt der Durchmesser des Prägerohlings D₀ im Bereich von 10 mm bis 100 mm, und der Durchmesser des Kegels an der Grundfläche D-ι beträgt bevorzugt von 30 bis 80% von D₀. Die Dicke des Prägerohlings entspricht bei der hier gezeigten Ausführungsform der Höhe der Mantelfläche (nicht dargestellt) und beträgt vorzugsweise von 0,2 bis 5 mm. Das Verhältnis der Profilhöhe h zur Höhe der Mantelfläche liegt bevorzugt im Bereich von 0,05 bis 0,5. In Fig. 1 b ist ein auf einem Abschnitt der Stirnseite 12 gebildetes Kegelstumpfprofil 18 im Querschnitt gezeigt. Die bevorzugten Abmessungen des Prägerohlings 10 entsprechen denen von Fig. 1 a.

Die Fig. 1 c zeigt einen gesinterten Prägerohling 10 in Draufsicht, mit zwei in einem Abstand zueinander auf der Stirnseite 12 angeordneten Kegelprofilen 18, deren Durchmesser an der Grundfläche mit D-ι und D₂ bezeichnet ist, wobei D_!>D₂ ist.

Die Fig. 1 d zeigt einen gesinterten Prägerohling 10 mit einem sich über die gesamte Stirnseite 12 erstreckenden Profil 18 in Kegelform. Die bevorzugten Abmessungen des Prägerohlings entsprechen denen von Fig. 1 a

Die Fig. 1 e zeigt einen gesinterten Prägerohling 10 in Draufsicht, der ein Profil 18 mit unregelmäßiger Grundfläche aufweist. Das Profil zeichnet die Umrisse eines Portrait-Motivs nach.

Die Herstellung des gesinterten Prägerohlings 10 erfolgt erfindungsgemäß nach einem pulvermetallurgischen Verfahren, bei dem ein Metallpulver bereitgestellt und zu einem platten- oder scheibenförmigen Grünling mit zwei entgegengesetzt zueinander liegenden Stirnseiten gepresst wird, und bei dem der Grünling unter Bildung des Prägerohlings 10 mit einer zum Grünling korrespondierenden Form gesintert wird, wobei wenigstens eine der Stirnseiten 12, 14 des Prägerohlings 10 wenigstens abschnittsweise profiliert ist.

Herstellungsbeispiel

Zur Herstellung eines gesinterten Prägerohlings wurden 12 g eines Pulvers aus Cu99 mit einer Korngröße von <100 μηη eingewogen und bei einem Pressdruck von 400 MPa zu einem scheibenförmigen Grünling in Form einer Ronde gepresst. In einen Teil der Grünlinge wurde im Presswerkzeug auf einer der Stirnseiten ein zentrales Kegelprofil eingebracht. Ein anderer Teil der Grünlinge wurde zu Vergleichszwecken mit ebenen Stirnflächen gepresst.

Die so erhaltenen Grünlinge wurden bei etwa 950 °C eine Stunde lang unter Stickstoffatmosphäre gesintert. Man erhielt gesinterte Prägerohlinge mit einer Sinterdichte von höchstens etwa 98 % der theoretischen Dichte und einem Durchmesser von 30 mm. Das zentrale Kegelprofil hatte einen Durchmesser an der Grundfläche von 15 mm und eine Profilhöhe von 0,3 mm. Die Dicke des Prägerohlings betrug 2,1 mm.

Bestimmung der Fließkurve

Die Fließkurven gemäß Fig.2 wurden für gesinterte Prägerohlinge und für konventionelle Prägerohlinge aus der Halbzeugfertigung jeweils mit einer Reihe von Stauchversuchen ermittelt. Die Prägerohlinge mit einem Durchmesser von 30 mm und einem Gewicht von 12 Gramm wurden mit verschiedenen Kräften im Bereich von 200 kN bis 2000 kN gestaucht. Die Änderungen des Durchmesser und der Dicke der Rohlinge wurde gemessen. Aus diesen Messwerten und der aufgebrachten Kraft wurde die wahre Spannung und die wahre Dehnung ermittelt und die Fließkurve berechnet.

Bei einer Dehnung von 0,04 ergibt sich für den gesinterten Prägerohling eine um 67% geringere Spannung im Vergleich zum herkömmlich aus Halbzeug gefertigten Münzrohling. Dies bedeutet, dass die für eine Dehnung von 4 % aufzuwendende Kraft beim gesinterten Prägerohling nur etwa 33% der Kraft beträgt, die für den Halbzeug-Münzrohling bei gleicher Dehnung aufzuwenden ist.

Bei einer Spannung von 1300 MPa ergibt sich für den gesinterten Prägerohling eine um etwa das dreifache höhere Dehnung im Vergleich zum herkömmlichen Halbzeug-Münzrohling. Bei gleichem Kraftaufwand ist die plastische Verformbarkeit des gesinterten Prägerohlings daher um das 3fache höher als die Verformbarkeit des konventionell hergestellten Münzrohlings.

Prägeversuche

An den zuvor beschriebenen gesinterten Prägerohlingen mit und ohne Kegelprofil wurden Münzprägungen mit unterschiedlichen Presskräften (500 bis 1000 kN) durchgeführt. Die Prägung wurde als einfache Ringprägung mit Einmalhub durchgeführt. Auf der Vorderseite der geprägten Münze wurde ein Porträt-Motiv dargestellt. Die Rückseite der Münze wurde als Wappenmotiv gestaltet. Die Reliefhöhe der ausgeprägten Münze wurde in Abhängigkeit von der Presskraft an einer festgelegten Stelle des Wappenmotivs ermittelt und mit Bezug auf den Münzgrund gemessen.

Für die Prägeversuche wurde zu Vergleichszwecken zusätzlich ein konventionell aus Halbzeug durch Ausstanzen gefertigter Münzrohling mit gleichen Abmessungen verwendet.

Die Ergebnisse der Prägeversuche sind in Fig. 3 und zum Teil in der nachfolgenden Tabelle dargestellt.

Tabelle: Ergebnisse der Prägeversuche

Die Reliefhöhen der aus den erfindungsgemäß hergestellten gesinterten Prägerohlingen mit Kegelprofil geprägten Münzen liegen im Bereich der Presskräfte von 500 bis 1000 kN im Bereich von 270 bis 280 μηι. Das Wappenmotiv war sowohl mit Bezug auf die Reliefhöhe als auch die Relief-Form bereits bei einer Presskraft von 800 kN vollständig ausgeformt.

Der gesinterte Prägerohling ohne Profil erreichte bei einer Presskraft von 800 kN die geforderte Reliefhöhe und zeigte bei etwa 1000 kN eine vollständige Ausformung des Wappenmotivs.

Für den auf konventionelle Weise aus Halbzeug hergestellten Münzrohling ist die geforderte Reliefhöhe des Wappenmotivs dagegen erst ab einer Mindestkraft von ca. 1200 kN zu erwarten. Die zur vollständigen Ausprägung eines gewöhnlichen Reliefs auf einer Münze erforderliche Presskraft kann gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel durch Verwendung des erfindungsgemäß hergestellten, gesinterten Prägerohlings mit Kegelprofil um mindestens 30% reduziert werden.

Claims

Patentansprüche

1 . Verfahren zur Herstellung eines Prägerohlings für Münzen und Medaillen, welches die folgenden Schritte umfasst:

Bereitstellen eines Metallpulvers;

Sintern des Grünlings unter Bildung des Prägerohlings mit einer zum Grünling korrespondierenden Form,

wobei wenigstens eine der Stirnseiten des Prägerohlings wenigstens abschnittsweise mit einem Profil versehen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Metallpulver ein Pulver aus einem Edelmetall, Kupfer, Nickel, Aluminium oder Eisen, deren Gemischen und/oder Legierungen ist, bevorzugt ein Pulver aus Stahl, Kupfer, Gold, Silber, Platin, Palladium, Rhodium, Iridium, Ruthenium und/oder Osmium sowie deren Gemischen und/oder Legierungen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil zumindest eine Ausbuchtung in axialer Richtung umfasst.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausbuchtung mindestens in einer die Stirnseite umlaufenden Randzone gebildet wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Stirnseite wenigstens zwei mit jeweils einem Profil versehene Abschnitte aufweist, die lateral in einem Abstand voneinander angeordnet sind.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil eine Profilhöhe im Bereich von 0,01 bis 2,5 mm aufweist.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil ein Verhältnis von Profilhöhe zur Dicke des Prägerohlings von bis zu 0,5 aufweist.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis von Profilhöhe zur Dicke des Prägerohlings im Bereich von 0,05 bis 0,5 liegt, vorzugsweise im Bereich von 0,1 bis 0,25.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke des Prägerohlings in einem Bereich von 0,2 bis 5 mm liegt, bevorzugt von

1 bis 3 mm, und dass das Verhältnis von Profilhöhe zur Dicke des Prägerohlings im Bereich von 0,1 bis 0,2 liegt.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil einen Abschnitt mit einer Einbuchtung in axialer Richtung aufweist.

1 1 . Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil eine regelmäßige Grundfläche aufweist, insbesondere eine ellipsoide, kreisförmige oder polygonale Grundfläche

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Profil in Form einer Pyramide, eines Pyramidenstumpfs eines Kegels, eines Kegelstumpfs, eines Doms, eines Kugelsegments, eines Prismas oder eines Zylinders gebildet ist.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Profil über die gesamte Stirnseite erstreckt.

14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Prägerohling in einem Werkzeug zu einer Münze oder Medaille mit einem Relief umgeformt wird, wobei das Werkzeug einen Prägering sowie einen Oberstempel und einen Unterstempel umfasst.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Oberstempel und/oder der Unterstempel ein Negativrelief mit Einbuchtungen und/oder Ausbuchtungen aufweist und der Prägerohling im Werkzeug so angeordnet wird, dass das Profil des Prägerohlings wenigstens teilweise in die Einbuchtungen und/oder Ausbuchtungen des Negativreliefs eingreift.

16. Gesinterter Prägerohling, erhältlich durch das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, mit zwei entgegengesetzt zueinander liegenden Stirnseiten, wobei wenigstens eine der Stirnseiten des Prägerohlings wenigstens abschnittsweise mit einem Profil versehen ist.

17. Verwendung des Prägerohlings gemäß Anspruch 14 zum Prägen einer Münze oder Medaille.

18. Verwendung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die

Münze oder Medaille wenigstens ein Hochrelief aufweist.