双金属硬币的生产方法技术

本发明专利技术是一种双金属硬币的生产方法，主要特点是采用两种色泽不同但厚度相同的金属带材，并将外环与内芯套裁；冲制出两种金属外环的同时，其落料成为两种金属内芯，并且在外环内芯的边缘上制出凸缘，内芯的圆柱面中部制出一圈凹槽，经压印结合成双金属币。本发明专利技术的方法节约原材料２５％以上，增加了花色品种，而且提高了芯、环的结合力，较现有技术提高约２０００Ｎ，本方法还改进了工序，且简便易行，成本低而效果好。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是一种双金属硬币、纪念币(章)、奖章的生产方法。从八十年代开始，通货膨胀和造币原材料价格的上涨，使许多国家陆续开始了高面额硬币的生产。但硬币的直径不可能简单地随着硬币的面值的增加而增加，只能用其它方式来区别，而且高面值硬币需要有一定的新颖性和防伪性，为此，一些国家就开始了双金属硬币的研制。我国从九十年代初开始双金属币的研究，在金银纪念币及黄、白铜流通币方面都进行了大量的技术研究和工艺试验，并引进了部分生产设备。双金属硬币、双金属纪念章、奖章等是用不同材质的两部分金属经压印嵌合而制成的，各国的双金属币、双金属纪念章通常都包括一个外环和一个内芯，但是具体的嵌合方式和生产工艺却各不相同。中国专利公开说明书CN1112818A公开了一种韩国生产的双金属币的方法，同时该说明书中还引用了加拿大专利以及欧洲专利，它们的共同特点是内芯与外环的冲制是分别进行的，而且内芯与外环所用的带材的厚度是不同的，因此为制造一种双金属硬币，它的材料利用率都比较低，尤其冲制外环的金属带材，外环内径以里的落料只能做为几何废料，材料利用率仅为40.55％，两种材料的综合利用率也仅为52％左右。另外，外环和内芯是通过压印结合成一体的，所以就存在着脱离的可能，两者的结合强度直接影响着产品的信誉和使用寿命，为了使两者结合牢固，多数在内芯的园柱面上制出隆脊或在外环的内圆柱面上制出凹槽或隆脊等。在外环的内圆柱面上加工，工艺比较复杂，在内芯的圆柱面上加工隆脊，需要加大内芯的厚度，使多余金属流向结合面的缝隙以加大结合力，因此现有工艺方法不仅工艺复杂，而且材料的浪费在所难免。本专利技术的目的是提出一种新的，它既可以提高内芯和外环的结合力，又可以节约原材料并达到增加产品品种的要求。本专利技术的方法是选用两种色泽不同但厚度相同的金属带材，采用外环与内芯套用的方法，冲制出两种金属的外环坯饼，同时冲制外环落下的芯料成为两种金属内芯坯饼；对坯饼进行边部和表面加工的同时，在内芯上下平面圆周处及外环上、下圆周处均加工出凸缘，在内芯圆柱面中部加工出一圈凹槽；将两种金属的外环和两种金属的内芯互相交错套装，再压印成两种双色金属硬币。它的外环加工工序是冲裁、滚边、退火、表面处理、成为外环。它的内芯加工工序是冲裁外环落下的内料经退火、表面处理、滚边成为内芯。内芯的滚边量可以达到0.33mm。内芯和的外环结合后，在连接处的上下表面留有过渡平台。本专利技术的优点由于采用两种等厚的金属材料制作外环和内芯，使冲制一种外环落下的芯料可以作另一种双金属币的内芯，因此大量节约了原材料，而且增加双色金属币的品种；由于对内芯的圆周制出凸缘，压印时，凸缘的一部分很快填充了芯、环间隙，使芯、环结合紧密，缝隙小；而且成品币的表面仍保留了一个过渡平台，使内芯与外环结合压印时，容纳了部分金属，保证了结合面凹槽的空间，使外环金属比较容易地流入内芯的凹槽中，从而使两者牢固地结合；又由于对内芯的加工改变了传统的工艺程序，将滚边工序移至最后进行，保证了滚边时的加工量可以增加至需要量，加工量较比常规方法大，却不会影响工艺质量；同时由于滚边量的增大，边部的加工硬化程度增加，这使得凹槽在压印过程中只产生较小的变形保证有足够的空间接纳外环金属。本专利技术的方法简便易行，成本低廉，效果突出。本专利技术的细节通过以下实施例及其附图给出附图说明图1是本专利技术方法生产的双金属币结构示意图。图2是图1中的外环结构图。图3是图1中的内芯结构图。图4是图1中的内芯落入外环之中未压印前的状态图。图5～8是本专利技术压印过程示意图。图9是本专利技术中外环与内芯套裁的排料图。图10是本专利技术芯环间隙剖面放大图。图11是图10中最小间隙放大图。图12是图10中最大间隙放大图。根据附图9，本例要求成品外径25.5mm，内芯直径17.5mm，边厚19.5mm。本专利技术的方法是采用外环与内芯套裁，首先选取两种金属带材白铜和黄铜，两者厚度相同。带材宽度1=174mm，冲具为纵排10列，横排8行，内搭边值b=1.2mm，外搭边值为a=2.5mm，外环和内芯相互套用时，计算得出冲裁成品率达76.91％，而单独冲制外环和单独冲制内芯的总的冲裁成品率为51.94～51.75％，本专利技术的材料利用率高出25％以上。经套裁冲制出来的两种外环坯饼的尺寸为外径24.45±0.03mm，内径17.50±0.03mm，厚1.80±00.040mm经套裁冲制出来的两种内环坯饼的尺寸为外径17.65±0.03mm，厚1.80±00.040mm。从以上坯饼尺寸可知，由于采用套裁，外环的内径与内芯外径尺寸基本相同(由于凸模和凹模存在间隙，导致内芯在外径与外环的内径略有差别)，而在结合外环与内芯时，需要有相当的间隙，内芯才能在高速连续加工中顺利地落入外环之中。因此内芯加工中的滚边量比常规方法要大。根据附图1-4将外环坯饼在滚边机上进行光边、退火、表面处理制成外环1；所制出的外环1尺寸为外径25.33±0.03mm，内径≥17.45mm，厚度1.80mm，上、下面外边缘有凸缘2。将内芯坯饼先进行退火、表面处理，最后进行滚边制成内芯3；所制出的内芯3尺寸为外径17.32±0.04mm，厚度1.80mm。在滚边的同时，通过滚边机上的弯板将内芯的圆柱面中部制出凹槽5，在上下面的边缘制出凸缘4，滚边的加工量为0.33mm。本方法将内芯的光边工序置于最后，打破了常规的加工工序，其目的就是使滚边工序可以有较大的加工量，而不致影响表面处理的质量。因为如果按常规工序，在表面处理之前进行滚边，当滚边量大时，会在凸缘根部的内口处形成坡处很陡的边缘，退火后形成氧化皮，磨光时又难以磨到，留下一圈暗色痕迹，影响成品的表面效果。根据附图5—8将黄铜的内芯3置进白铜外环1中，在印花机上进行压印；同样将白铜的内芯3置于黄铜的外环1中，在印花机上进行压印成双金属币。压印模具的上模7、下模8上制有容纳过渡平台6的槽9和容纳外环凸缘2的槽10。上、下模7和8先中心再四周挤压金属，使金属流动，按模具形状逐渐结合成型。压印出的成品尺寸是外径25.5mm，内芯直径17.50mm，边厚1.95mm(凸缘)。成品中外环与内芯结合牢固。提高结合力的原因是①在币面上除压印出花纹外，在两种金属的结合部留有过渡平台，是该过渡平台在压印过程中容纳了内芯的部分金属，从而为凹槽5留出了足够的空间，这就使外环金属能够尽可能多地充填到凹槽5中。显然，外环1在内芯凹槽5中充填的金属越多，分离时所需的剪切力就越大。②由于滚边量达0.33mm，远大于现有技术，使边部金属硬化程度大，凹槽处具有较高的强度，这保证了凹槽在压印过程中变形较小，较好地保持了形状，使外环金属易于流入。③是内芯边部变形区集中在凸缘部分，压印时这部分金属快变形，迅速充填到芯、环间隙处，并在整体变形量很小时，就将间隙填满，使芯环缝隙减小。根据图10—12所示的缝隙剖面放大图，按图中P1—P1R两点之间计，最大缝隙为0.016mm，最小缝隙为0.003mm，而韩国专利申请(CN1112818A)中公开的接合处缝隙最大为0.08mm，最小为0.03mm，本专利技术芯环缝隙是它的1/5～1/10，因而结合力加大。经分离实验本例的结合力为5312N，超过现有技术约2000N。权利要求1.，其特征是选用两本文档来自技高网...

【技术保护点】
双金属硬币的生产方法，其特征是：选用两种色泽不同但厚相同的金属带材，采用外环与内芯套用的方法，冲制出两种金属的外环坯饼，同时冲制外环落下的芯料成为两种金属内芯坯饼；对坯饼进行边部和表面加工的同时，在内芯上下平面圆周处及外环上、下圆周处均加工出凸缘，在内芯圆柱面中部加工出一圈凹槽；将两种金属的外环和两种金属的内芯互相交错套装，再压印成两种双色金属硬币。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王生龙，宁应成，董江，李学飞，孙凤全，林兰英，任军传，赵丕信，吴伟，王福德，晏景奎，刘宪轻，杨明志，阚博文，
申请(专利权)人：沈阳造币厂，
类型：发明
国别省市：89[中国|沈阳]