專利名稱：雙金屬硬幣的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種雙金屬硬幣、紀念幣(章)、獎?wù)碌纳a(chǎn)方法。
從八十年代開始，通貨膨脹和造幣原材料價格的上漲，使許多國家陸續(xù)開始了高面額硬幣的生產(chǎn)。但硬幣的直徑不可能簡單地隨著硬幣的面值的增加而增加，只能用其它方式來區(qū)別，而且高面值硬幣需要有一定的新穎性和防偽性，為此，一些國家就開始了雙金屬硬幣的研制。我國從九十年代初開始雙金屬幣的研究，在金銀紀念幣及黃、白銅流通幣方面都進行了大量的技術(shù)研究和工藝試驗，并引進了部分生產(chǎn)設(shè)備。
雙金屬硬幣、雙金屬紀念章、獎?wù)碌仁怯貌煌馁|(zhì)的兩部分金屬經(jīng)壓印嵌合而制成的，各國的雙金屬幣、雙金屬紀念章通常都包括一個外環(huán)和一個內(nèi)芯，但是具體的嵌合方式和生產(chǎn)工藝卻各不相同。中國專利公開說明書CN1112818A公開了一種韓國生產(chǎn)的雙金屬幣的方法，同時該說明書中還引用了加拿大專利以及歐洲專利，它們的共同特點是內(nèi)芯與外環(huán)的沖制是分別進行的，而且內(nèi)芯與外環(huán)所用的帶材的厚度是不同的，因此為制造一種雙金屬硬幣，它的材料利用率都比較低，尤其沖制外環(huán)的金屬帶材，外環(huán)內(nèi)徑以里的落料只能做為幾何廢料，材料利用率僅為40.55％，兩種材料的綜合利用率也僅為52％左右。另外，外環(huán)和內(nèi)芯是通過壓印結(jié)合成一體的，所以就存在著脫離的可能，兩者的結(jié)合強度直接影響著產(chǎn)品的信譽和使用壽命，為了使兩者結(jié)合牢固，多數(shù)在內(nèi)芯的園柱面上制出隆脊或在外環(huán)的內(nèi)圓柱面上制出凹槽或隆脊等。在外環(huán)的內(nèi)圓柱面上加工，工藝比較復(fù)雜，在內(nèi)芯的圓柱面上加工隆脊，需要加大內(nèi)芯的厚度，使多余金屬流向結(jié)合面的縫隙以加大結(jié)合力，因此現(xiàn)有工藝方法不僅工藝復(fù)雜，而且材料的浪費在所難免。
本發(fā)明的目的是提出一種新的雙金屬硬幣的生產(chǎn)方法，它既可以提高內(nèi)芯和外環(huán)的結(jié)合力，又可以節(jié)約原材料并達到增加產(chǎn)品品種的要求。
本發(fā)明的方法是選用兩種色澤不同但厚度相同的金屬帶材，采用外環(huán)與內(nèi)芯套用的方法，沖制出兩種金屬的外環(huán)坯餅，同時沖制外環(huán)落下的芯料成為兩種金屬內(nèi)芯坯餅；對坯餅進行邊部和表面加工的同時，在內(nèi)芯上下平面圓周處及外環(huán)上、下圓周處均加工出凸緣，在內(nèi)芯圓柱面中部加工出一圈凹槽；將兩種金屬的外環(huán)和兩種金屬的內(nèi)芯互相交錯套裝，再壓印成兩種雙色金屬硬幣。
它的外環(huán)加工工序是沖裁、滾邊、退火、表面處理、成為外環(huán)。
它的內(nèi)芯加工工序是沖裁外環(huán)落下的內(nèi)料經(jīng)退火、表面處理、滾邊成為內(nèi)芯。
內(nèi)芯的滾邊量可以達到0.33mm。
內(nèi)芯和的外環(huán)結(jié)合后，在連接處的上下表面留有過渡平臺。
本發(fā)明的優(yōu)點由于采用兩種等厚的金屬材料制作外環(huán)和內(nèi)芯，使沖制一種外環(huán)落下的芯料可以作另一種雙金屬幣的內(nèi)芯，因此大量節(jié)約了原材料，而且增加雙色金屬幣的品種；由于對內(nèi)芯的圓周制出凸緣，壓印時，凸緣的一部分很快填充了芯、環(huán)間隙，使芯、環(huán)結(jié)合緊密，縫隙??；而且成品幣的表面仍保留了一個過渡平臺，使內(nèi)芯與外環(huán)結(jié)合壓印時，容納了部分金屬，保證了結(jié)合面凹槽的空間，使外環(huán)金屬比較容易地流入內(nèi)芯的凹槽中，從而使兩者牢固地結(jié)合；又由于對內(nèi)芯的加工改變了傳統(tǒng)的工藝程序，將滾邊工序移至最后進行，保證了滾邊時的加工量可以增加至需要量，加工量較比常規(guī)方法大，卻不會影響工藝質(zhì)量；同時由于滾邊量的增大，邊部的加工硬化程度增加，這使得凹槽在壓印過程中只產(chǎn)生較小的變形保證有足夠的空間接納外環(huán)金屬。本發(fā)明的方法簡便易行，成本低廉，效果突出。
本發(fā)明的細節(jié)通過以下實施例及其附圖給出

圖1是本發(fā)明方法生產(chǎn)的雙金屬幣結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1中的外環(huán)結(jié)構(gòu)圖。
圖3是圖1中的內(nèi)芯結(jié)構(gòu)圖。
圖4是圖1中的內(nèi)芯落入外環(huán)之中未壓印前的狀態(tài)圖。
圖5～8是本發(fā)明壓印過程示意圖。
圖9是本發(fā)明中外環(huán)與內(nèi)芯套裁的排料圖。
圖10是本發(fā)明芯環(huán)間隙剖面放大圖。
圖11是圖10中最小間隙放大圖。
圖12是圖10中最大間隙放大圖。
根據(jù)附圖9，本例要求成品外徑25.5mm，內(nèi)芯直徑17.5mm，邊厚19.5mm。
本發(fā)明的方法是采用外環(huán)與內(nèi)芯套裁，首先選取兩種金屬帶材白銅和黃銅，兩者厚度相同。帶材寬度1=174mm，沖具為縱排10列，橫排8行，內(nèi)搭邊值b=1.2mm，外搭邊值為a=2.5mm，外環(huán)和內(nèi)芯相互套用時，計算得出沖裁成品率達76.91％，而單獨沖制外環(huán)和單獨沖制內(nèi)芯的總的沖裁成品率為51.94～51.75％，本發(fā)明的材料利用率高出25％以上。
經(jīng)套裁沖制出來的兩種外環(huán)坯餅的尺寸為外徑24.45±0.03mm，內(nèi)徑17.50±0.03mm，厚1.80±00.040mm經(jīng)套裁沖制出來的兩種內(nèi)環(huán)坯餅的尺寸為外徑17.65±0.03mm，厚1.80±00.040mm。
從以上坯餅尺寸可知，由于采用套裁，外環(huán)的內(nèi)徑與內(nèi)芯外徑尺寸基本相同(由于凸模和凹模存在間隙，導(dǎo)致內(nèi)芯在外徑與外環(huán)的內(nèi)徑略有差別)，而在結(jié)合外環(huán)與內(nèi)芯時，需要有相當?shù)拈g隙，內(nèi)芯才能在高速連續(xù)加工中順利地落入外環(huán)之中。因此內(nèi)芯加工中的滾邊量比常規(guī)方法要大。
根據(jù)附圖1-4將外環(huán)坯餅在滾邊機上進行光邊、退火、表面處理制成外環(huán)1；所制出的外環(huán)1尺寸為外徑25.33±0.03mm，內(nèi)徑≥17.45mm，厚度1.80mm，上、下面外邊緣有凸緣2。
將內(nèi)芯坯餅先進行退火、表面處理，最后進行滾邊制成內(nèi)芯3；所制出的內(nèi)芯3尺寸為外徑17.32±0.04mm，厚度1.80mm。在滾邊的同時，通過滾邊機上的彎板將內(nèi)芯的圓柱面中部制出凹槽5，在上下面的邊緣制出凸緣4，滾邊的加工量為0.33mm。
本方法將內(nèi)芯的光邊工序置于最后，打破了常規(guī)的加工工序，其目的就是使?jié)L邊工序可以有較大的加工量，而不致影響表面處理的質(zhì)量。因為如果按常規(guī)工序，在表面處理之前進行滾邊，當滾邊量大時，會在凸緣根部的內(nèi)口處形成坡處很陡的邊緣，退火后形成氧化皮，磨光時又難以磨到，留下一圈暗色痕跡，影響成品的表面效果。
根據(jù)附圖5—8將黃銅的內(nèi)芯3置進白銅外環(huán)1中，在印花機上進行壓印；同樣將白銅的內(nèi)芯3置于黃銅的外環(huán)1中，在印花機上進行壓印成雙金屬幣。壓印模具的上模7、下模8上制有容納過渡平臺6的槽9和容納外環(huán)凸緣2的槽10。上、下模7和8先中心再四周擠壓金屬，使金屬流動，按模具形狀逐漸結(jié)合成型。
壓印出的成品尺寸是外徑25.5mm，內(nèi)芯直徑17.50mm，邊厚1.95mm(凸緣)。成品中外環(huán)與內(nèi)芯結(jié)合牢固。提高結(jié)合力的原因是①在幣面上除壓印出花紋外，在兩種金屬的結(jié)合部留有過渡平臺，是該過渡平臺在壓印過程中容納了內(nèi)芯的部分金屬，從而為凹槽5留出了足夠的空間，這就使外環(huán)金屬能夠盡可能多地充填到凹槽5中。顯然，外環(huán)1在內(nèi)芯凹槽5中充填的金屬越多，分離時所需的剪切力就越大。②由于滾邊量達0.33mm，遠大于現(xiàn)有技術(shù)，使邊部金屬硬化程度大，凹槽處具有較高的強度，這保證了凹槽在壓印過程中變形較小，較好地保持了形狀，使外環(huán)金屬易于流入。③是內(nèi)芯邊部變形區(qū)集中在凸緣部分，壓印時這部分金屬快變形，迅速充填到芯、環(huán)間隙處，并在整體變形量很小時，就將間隙填滿，使芯環(huán)縫隙減小。根據(jù)圖10—12所示的縫隙剖面放大圖，按圖中P1—P1R兩點之間計，最大縫隙為0.016mm，最小縫隙為0.003mm，而韓國專利申請(CN1112818A)中公開的接合處縫隙最大為0.08mm，最小為0.03mm，本發(fā)明芯環(huán)縫隙是它的1/5～1/10，因而結(jié)合力加大。經(jīng)分離實驗本例的結(jié)合力為5312N，超過現(xiàn)有技術(shù)約2000N。
權(quán)利要求
1.雙金屬硬幣的生產(chǎn)方法，其特征是選用兩種色澤不同但厚相同的金屬帶材，采用外環(huán)與內(nèi)芯套用的方法，沖制出兩種金屬的外環(huán)坯餅，同時沖制外環(huán)落下的芯料成為兩種金屬內(nèi)芯坯餅；對坯餅進行邊部和表面加工的同時，在內(nèi)芯上下平面圓周處及外環(huán)上、下圓周處均加工出凸緣，在內(nèi)芯圓柱面中部加工出一圈凹槽；將兩種金屬的外環(huán)和兩種金屬的內(nèi)芯互相交錯套裝，再壓印成兩種雙色金屬硬幣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是它的外環(huán)加工工序是沖裁、滾邊、退火、表面處理、成為外環(huán)，它的內(nèi)芯加工工序是沖裁外環(huán)落下的內(nèi)料經(jīng)退火、表面處理、滾邊成為內(nèi)芯。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是內(nèi)芯的滾邊量可以達到0.33mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是內(nèi)芯和外環(huán)結(jié)合后，在連接縫處的上下表面留有過渡平臺。
全文摘要
本發(fā)明是一種雙金屬硬幣的生產(chǎn)方法,主要特點是采用兩種色澤不同但厚度相同的金屬帶材,并將外環(huán)與內(nèi)芯套裁;沖制出兩種金屬外環(huán)的同時,其落料成為兩種金屬內(nèi)芯,并且在外環(huán)內(nèi)芯的邊緣上制出凸緣,內(nèi)芯的圓柱面中部制出一圈凹槽,經(jīng)壓印結(jié)合成雙金屬幣。本發(fā)明的方法節(jié)約原材料25%以上,增加了花色品種,而且提高了芯、環(huán)的結(jié)合力,較現(xiàn)有技術(shù)提高約2000N,本方法還改進了工序,且簡便易行,成本低而效果好。
文檔編號A44C21/00GK1236584SQ9911285
公開日1999年12月1日 申請日期1999年4月19日 優(yōu)先權(quán)日1999年4月19日
發(fā)明者王生龍, 寧應(yīng)成, 董江, 李學(xué)飛, 孫鳳全, 林蘭英, 任軍傳, 趙丕信, 吳偉, 王福德, 晏景奎, 劉憲輕, 楊明志, 闞博文 申請人:沈陽造幣廠