轉(zhuǎn)：硬幣的制造過程介紹

??中國金幣網(wǎng)
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????整個(gè)硬幣的制造過程可以歸納為三個(gè)基本內(nèi)容：選材和坯餅處理、設(shè)計(jì)制模、壓印。
　　
????選材和坯餅處理
????(一)選擇材質(zhì)
????制造硬幣可以采用不同的金屬材質(zhì)，比較常見且相對價(jià)格低廉的金屬被用來鑄造低面額硬幣，而稀有金屬如黃金、白銀、鉑則被用來鑄造具有投資和收藏價(jià)值的紀(jì)念幣。
????好的鑄幣材質(zhì)要求具有一定的物理特性，例如金屬質(zhì)地要軟而易于加工成形，同時(shí)還要有相當(dāng)?shù)挠捕纫员隳軌蚪?jīng)受流通過程中的磨損。由于兼具上述特性的金屬極少，因此鑄幣材質(zhì)通常是兩種或多種金屬熔為一體的合金。在美國和其他許多國家，常見使用的金屬有銅、鋅、鎳、鐵、鋁等，其中銅無論本身還是構(gòu)成合金都是一種非常理想的鑄幣材質(zhì)。金銀通常與其他金屬合金來提高硬度，銅就是首選材料。平常所說的“純”普制金銀幣其實(shí)都含有微量的其他金屬成分，當(dāng)然，其價(jià)值還主要是按幣中貴金屬的含量來估算。制造合金的具體過程是：(1)將所選擇的金屬放在熔爐中熔成液態(tài)合金，澆入鑄錠（槽）冷卻或被壓制成條片（較厚）；(2)在液壓車間對鑄錠或較厚的條片進(jìn)行數(shù)次滾壓，使之成為厚度符合坯餅要求的條片；(3)將條片沖壓成半成品的坯餅，并等待進(jìn)一步加工處理。
????(二)坯餅處理
????硬幣是由坯餅壓印而成的，坯餅的好壞直接影響成品的質(zhì)量，因此坯餅的處理是一個(gè)非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。從合金條片沖壓下來的坯餅很粗糙，表面不光滑且四周有毛邊，需要進(jìn)一步精加工，具體步驟是：(ｌ)將坯餅放入外形類似特制攪拌機(jī)的柱狀退火爐中，退火爐旋轉(zhuǎn)。高溫對坯餅進(jìn)行軟化處理。（2）退火軟化后的坯餅被置入稀釋的酸或肥皂溶液中進(jìn)行清洗。（3）用專門的機(jī)器設(shè)備對坯餅?zāi)ミ?、拋光。?jīng)過以上處理后的坯餅就可以直接用來壓印硬幣了。與此同時(shí)，在另外的制模車間，設(shè)計(jì)制模工作已經(jīng)開始了。
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?? 設(shè)計(jì)制模
????(一)模具及其工作原理
????對冶金學(xué)不甚了解的人很難想像硬金屬還可以像液體一樣四處流動，但這是客觀事實(shí)，回為固體金屬可以在壓力下發(fā)生內(nèi)部結(jié)構(gòu)移動而變形，就如同在汽車制造廠里把一塊（片）鋼板變成有著各種曲線形狀的汽車外形鋼架一樣。
????使一塊金屬變成一枚有圖案的硬幣需要借助模具，而且是正面、背面兩個(gè)模子，因?yàn)槲锢韺W(xué)上力的作用是相互的，即力量相等、方向相反，任何人不可能把金屬坯餅置于空中來鑄造硬幣。實(shí)際操作的方法是，把其中的一個(gè)模子固定并將坯餅放在上面，用另一個(gè)可上下移動的模子來沖壓，這樣就使坯餅的兩個(gè)面在相互力的作用下同時(shí)壓印上圖案。模子一般由特種鋼制成，其表面刻有圖案且質(zhì)地堅(jiān)硬，可以在鑄造過程中使硬幣表面呈現(xiàn)鏡面效果。原先的模子是手工制成的，雕刻師用特制工具在模子表面艱難地刻劃出文字、數(shù)字及各種圖案。隨著技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)在制模普遍采用了雕刻機(jī)、電鍍、電腦輔助設(shè)計(jì)等設(shè)備和工藝來代替手工，效率和精確度都有了很大的提高。
????由于硬幣表面是浮雕鏡面效果，因此工作模表面圖案的每一部分都是凹進(jìn)去的，即所說的“陰?！?。為了便于理解，在此舉例說明，將一片鋁箔覆在一枚硬幣上，用擦子反復(fù)刮壓，然后取下鋁箔，會發(fā)現(xiàn)鋁箔與硬幣接觸的那一面出現(xiàn)了凹進(jìn)去的圖案，這是因?yàn)橛矌疟砻娴膱D案是凸出來的。同樣道理，如果硬幣表面的圖案是凹進(jìn)去的，則工作模表面圖案相應(yīng)是凸出來的。
????(二)圖案從平面到立體的制模過程
????圖案設(shè)計(jì)工作開始于藝術(shù)家的平面畫稿，而使平面圖案變成硬幣上精美逼真的立體浮雕則需要一個(gè)復(fù)雜的工藝過程：(1)雕刻師用油土將畫稿上的平面圖案通過三維立體表現(xiàn)出來，然后翻成石膏?；驑渲?；(2)將石膏?；驑渲７湃腚娊庖褐?，經(jīng)過電鍍制成圖案凸出的銅質(zhì)模坯，也稱銅型或母模；(3)通過雕刻機(jī)上觸針和雕刻刀的同步劃動而把母模上的立體圖案按既定的比例縮刻復(fù)制到另一個(gè)金屬模坯上，這就形成了原模，也稱子模，其表面的浮雕效果與實(shí)際硬幣的完全相同；(4)把原模淬火增加硬度后，在大噸位液壓機(jī)上對另外的模坯進(jìn)行反復(fù)沖壓，形成圖案下凹、具有鏡面效果的工作模，然后再將工作模淬火提高硬度，以備壓印時(shí)用。
????一個(gè)原模可以反復(fù)使用、沖壓翻制成很多圖案完全一樣的工作模，這就是為什么有些圖案不變的流通硬幣可以常年生產(chǎn)而不間斷的原因。應(yīng)當(dāng)說，新的制模工藝不僅更加規(guī)范，而且效率有了很大的提高，它使得原來熟練的雕刻師需要花費(fèi)一整天才能做完的工作在幾個(gè)小時(shí)內(nèi)就可以完成。
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???? 壓印硬幣
????以前的工作模可能只能壓印幾百枚硬幣，而現(xiàn)在的工作模能夠壓印上百萬枚硬幣?，F(xiàn)代的鑄幣機(jī)器是一種精確而高效的設(shè)備系統(tǒng)，集壓印和自動傳送為一體，它以極快的速度連續(xù)把坯餅準(zhǔn)確地放到壓印位置并且沖壓可以瞬間完成，因此每分鐘有多達(dá)幾百枚的硬幣噴涌而出。
????在早期人們通過手工錘擊方法鑄幣的時(shí)候，曾采用了金屬墊圈技術(shù)，這一技術(shù)現(xiàn)在仍被利用，即在金屬板上開鑿一個(gè)與硬幣直徑相同的圓孔，將坯餅放入孔中，以防止在沖壓過程中坯餅由于受壓而延展變形。有齒邊的硬幣要求金屬墊圈內(nèi)側(cè)四周要設(shè)計(jì)成齒狀，機(jī)器沖壓時(shí)，坯餅四周的齒狀和正背面圖案同時(shí)壓印出來，成為有齒邊的硬幣；周邊有字的硬幣則要使用四周刻字的工作模和分割開的金屬墊圈，然后通過液壓機(jī)將文字壓印上去。
????現(xiàn)代鑄幣壓印機(jī)充分將機(jī)械力學(xué)原理應(yīng)用到實(shí)踐中，常見的沖壓機(jī)就是采用“曲桿動力”驅(qū)使沖壓頭上下移動（如同手指關(guān)節(jié)彎曲、伸直）來完成印壓。利用原模通過沖壓制成工作模需要幾百噸的壓力，壓印硬幣的噸位雖然小一些，但也需要相當(dāng)大的壓力，如一枚鎳幣需要30噸／平方英寸的壓力，而一枚銀幣則需要150噸／平方英寸的壓力，其他材質(zhì)的硬幣也基本在這個(gè)范圍內(nèi)。
????就是通過上述的機(jī)械過程，坯餅被壓印成可流通的硬幣。