高图纹浮雕大金币的制作工艺制造技术

高图纹浮雕大金币及其模具的制作工艺，包括将原料坯饼轧制，抛光、经第一次压印处理，其特征是经第一次压印处理后的坯饼再经车削、退火、磨光工序后，经第二次压印处理，车削去毛刺、磨光制成成品。制模工艺，特征是将坯料热轧锻造、球化退火、外型粗加工、车制成型；用雕刻机直接雕出阴文印模、淬火、镀铬；精加工抛光处理。采用上述工艺制造的是１０ｋｇ大金币，是目前世界第一大金币。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及造币工艺的各道工序，特别是单枚质量和规格都超常的大金币的制作工艺。10KG大金币是目前世界第一大金币。由于单枚质量和成品和直径都很大，并且要求双面高图纹浮雕，这使得以往的加工工艺无法适用。例如，一般情况下，坯饼的径厚比为D/H＝14-16，而图纹高度与坯饼厚度的比值为11％，但对于图纹高度已确定为2mm的超大型硬币，此时必须以图纹与厚度关系作为基本关系来确定坯饼规格，照此比例，坯饼厚度可在21mm以上，若按14mm-16mm的径厚比，经计算后坯饼直径将达294mm-336mm，这不仅使外观看起来非常愚笨，更使压印力达到3000吨以上之巨，生产将随之变得不可能。本专利技术的目的是提供一种高图纹浮雕大金币的制作工艺，制成的成品直径为180mm。这种高图纹浮雕大金币的制作工艺，包括将原料坯饼退火，抛光、经第一次压印处理，其特征是第一次压印后的原料坯饼还要经机加处理，经车削、退火、磨光工序后，经第二次压印处理，车削去毛刺、磨光制成成品。本专利技术的制作工艺是针对制作10KG超大型纪念金币的下列问题逐一改进的1.成品规格的确定根据规定的单枚质量，兼顾压印基本理论与审美习惯、图纹特点及主要表现的艺术手法等，设计优选确定大金币的直径和厚度。2.坯料的相关设计与制作根据成品规格确定坯料规格，根据轧机能力和坯料规格，设计制作铸模并确定轧制工艺。3.印模参数设计与优化压印模具技术参数的设计要符合大金币图纹高浮雕的特点，特别是180mm超大规格压印模具的制模工艺要重新制定。4.坯饼工艺设计超大规格金币必须进行精确的坯饼设计，要考虑边形设计以保证清边内外印足，还有车边预留量等后续工艺，因一次压印不足，必须经车削后进行第二次压印，以满足成品的单枚质量要求。5.设计超大规格金币的浮动模套机构，以保证正背面超高浮雕图纹易于充满并同进充满；优化选择和设计丝齿工艺参数。6.压印次数、二次压印中间车削量和中间退火温度等的确定，将压印中可能出现的缺陷降至最低。附附图说明图1为本专利技术工艺制作的大金币主视图；附图2为本专利技术工艺制作的大金币后视图；实施例本专利技术的高图纹浮雕大金币的制作工艺，包括将原料坯饼轧制，抛光、经第一次压印处理，其特征是经第一次压印处理后的坯饼再经车削、退火、磨光工序后，经第二次压印处理，车削去毛刺、磨光制成成品。采用上述制作工艺所制成品的参数分别为大直径金币包括直径为100-180mm；成品径厚比D/H＝8.5-14成品图纹高度约为H＝1/10成品侧边部丝齿密度为0.67采用上述工艺制作直径180mm的金币，其坯料的制作用宽150mm、厚度50mm、长200mm的铸锭，轧制出厚度为26mm，宽度为200mm的板材，用刨床断料，锸床锸出雏形，用普通车床制出有清边的坯饼，坯饼抛光，准备压印。在现有设备的条件下，用1600T压力机进行两次压印。对坯饼在两次压印工序之间的车削方法是车削时要使坯饼内口坡角与印模清边坡角相等。将坯饼车边至直径177mm，清边厚度24mm，外倒角1.5-2mm×45°，抛光后清边宽度为6.0mm，里口状态是由清边内径平滑过渡至底面，过渡宽度为5mm，过渡圆角R＝10mm。制作高图纹浮雕大金币所用模具的制模工艺由于印模规格过大，并且模具采用的轴承钢坯料为热轧锻造件，使得淬火处理过程中的变形开裂倾向大大增加，也不利于切削和雕刻加工，因此本专利技术先对坯料进行球化退火，使碳化物由片状转变为细小均匀的球状，使性能得到较大的改善和提高；球化退火是在氢气氛炉内退火，退火温度为550°±5°，保温时间80-90分钟；外型粗加工，按图纸要求的尺寸车制成型；用雕刻机直接雕出阴文印模、雕刻印模时，将雕刻机调速装置的速度调节信号减小一半，1400mm/min；为了使印模表面和里芯硬度适中，避免变形和开裂等热处理缺陷的产生，热处理工艺作了如下改进淬火时要分级冷却，860℃碱水冷却至300-400℃时改用油冷，保温5.5小时，在回火工序中，200℃保温5-6小时，采用多个辅助阳极将印模镀铬；精加工，特别是在工装中采用浮动模套结构。设计模具的技术参数(1)正面的最高图纹，要求正面浮雕应有较强的立体感，从而突出主题。利用经验公式计算，H＝产品直径(180mm)×Th比例系数，选Th为0.008-0.015，最高图纹H为2mm；背面的图纹由多个较小并分散的二维图案构成，Th为0.005-0.01，最高图纹H为1.1mm。(2)清边坡角一般制模工艺要求的清边坡角范围25°-45°，本例中确定为45°。(3)清边宽度B＝产品直径×Qb系数0.025-0.04，本例中取0.031，确定清边宽度为5.5mm；再利用经验公式计算清边体积清边体积＝图纹体积×全面积/图纹占有面积×Qv，本例中全面积/图纹占有面积为7/8，估算出图纹体积为24700mm3，系数Qv为1/3，代入上述式中得出清边体积为9409mm3，已知清边宽度和体积，计算出清边高度为2.5mm。背面为了提高艺术效果，背面清边设计成双层结构，里层处理成抛光亮面，并且也有利于清边的压印；背面的清边坡度为30°，视觉效果比较理想。根据上述计算方法，确定背面清边宽度和高度为5.5mm和2mm。权利要求1.一种高图纹浮雕大金币的制作工艺，包括将原料坯饼轧制，抛光、经第一次压印处理，其特征是原料坯饼经机加处理；经第一次压印处理后的坯饼再经车削、退火、磨光工序后，经第二次压印处理，车削去毛刺、磨光制成成品。2.根据权利要求1所述的高图纹浮雕大金币的制作工艺，其特征是所制成品的参数分别为大直径金币包括直径为100-180mm；成品径厚比D/H＝8.5-14成品图纹高度约为H＝1/10成品侧边部丝齿密度为0.673.根据权利要求1所述的高图纹浮雕大金币的制作工艺，其特征是工艺中涉及的机加处理(1)原料坯饼的机加处理包括将长方体的原料铸锭轧制成板材，用刨床断料、用锸床锸出雏形，再用车床加工出有清边的坯饼，将坯饼抛光，准备压印；(2)对坯饼在两次压印工序之间的车削方法是车削时要使坯饼内口坡角与印模清边坡角相等。4.一种制作高图纹浮雕大金币所用模具的制模工艺，其特征是将模具的轴承钢坯料热轧锻造、球化退火、球化退火是在氢气氛炉内退火，退火温度550°±5°，保温时间80-90分钟；外型粗加工、车制成型；用雕刻机直接雕出阴文印模、雕刻印模时，将雕刻机调速装置的速度调节信号减小一半，1400mm/min；淬火、淬火时要分级冷却，860℃碱水冷却至300-400℃时改用油冷，保温5.5小时，在回火工序中，200℃保温5-6小时，采用多个辅助阳极将印模镀铬；精加工抛光处理。5.根据权利要求4所述的制模工艺，其特征是设计模具的技术参数(1)正面的最高图纹H＝产品直径×Th比例系数，本设计最大直径金币，选Th为0.008-0.015；背面的二维图案Th为0.005-0.01；(2)清边坡角25°-45°；清边宽度B＝产品直径×Qb系数0.025-0.04；清边高度根据已知的清边宽度和清边体计算得出；(3)背面清边设计成双层结构，清边坡角为30°。(4)坯饼模套间隙第一次压印时，1.5mm第二次压印时，0.7mm全文摘要高图纹浮雕大金币及其模具的制作工艺,包括将原料坯饼轧制,抛光、经第一次压印处理,本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高图纹浮雕大金币的制作工艺，包括将原料坯饼轧制，抛光、经第一次压印处理，其特征是原料坯饼经机加处理；经第一次压印处理后的坯饼再经车削、退火、磨光工序后，经第二次压印处理，车削去毛刺、磨光制成成品。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王生龙，董江，李学飞，孙凤全，任军传，林兰英，吴伟，刘宪轻，庄树茂，赵大仲，费良汉，刘英武，王丽云，
申请(专利权)人：沈阳造币厂，
类型：发明
国别省市：89[中国|沈阳]