專利名稱：雙金屬硬幣及其生產(chǎn)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于諸如雙金屬硬幣、紀念章、獎?wù)碌漠a(chǎn)品及其生產(chǎn)方法。
總的來說，為防止偽造以及為生產(chǎn)高質(zhì)量產(chǎn)品，雙金屬硬幣、紀念章或獎?wù)掠刹煌牧系膬蓧K金屬接合而制成，它包括一個環(huán)狀物和一個嵌入該環(huán)狀物中間的嵌入物。
雖然雙金屬硬幣是把兩種不同金屬接合而生產(chǎn)的產(chǎn)品，即使在使用時，硬幣受到相當大的沖擊力，它也不應(yīng)該分離。
用于制造雙金屬硬幣、獎?wù)禄蚣o念章的現(xiàn)有技術(shù)方法，如歐洲專利說明書No.0415892，已公開了一種工藝環(huán)狀物沿其內(nèi)圓周表面居中具有間槽，而嵌入物則沿其外圓周表面在中間具有與上述溝槽相一致的間脊，但方向相反。在鑄造硬幣時，隨著壓制環(huán)狀物和嵌入環(huán)狀物的嵌入物二者通過隆脊的可塑金屬流進入相對應(yīng)的溝槽而將環(huán)狀物和嵌入物接合在一起。
歐洲專利0080437號公開的工藝中，環(huán)狀物在其內(nèi)圓周表面的居中具有環(huán)形隆脊，而嵌入物則是簡單的圓板。在鑄造硬幣時，隨著壓制嵌入到環(huán)狀物中的嵌入物而使插入物的塑性金屬流包圍環(huán)狀隆脊。
但是，前面的方法由于都要在環(huán)狀物的內(nèi)圓周表面上形成溝槽或隆脊，所以需要高成本和困難的成形加工；如果沒有用于環(huán)狀物的內(nèi)圓周表面成形的專用設(shè)備是不能進行生產(chǎn)的。
此外，在小直徑硬幣、紀念章或獎?wù)碌膬?nèi)圓周表面上加工溝槽或隆脊，在工業(yè)上是不可行的。
加拿大專利1317746號不同于上述現(xiàn)有技術(shù)，它公開的工藝是環(huán)狀物在其上不形成任何東西，但厚于嵌入物，而嵌入物圓周表面居中有間槽，在鑄造硬幣時，通過環(huán)狀物的可塑金屬流進入嵌入物的間槽中而將環(huán)狀物和插入物結(jié)合。
但是，這種工藝的金屬流是與鑄造硬幣時所產(chǎn)生的自然的金屬流相反。
那就是，在鑄造時，環(huán)狀物中產(chǎn)生的自然的金屬流是向外方向的，它擴大環(huán)狀物的內(nèi)直徑和外直徑，而鑄造時嵌入物中產(chǎn)生的自然的金屬流也是向外方向的，這導(dǎo)致溝槽變窄，因為溝槽是沿著嵌入物的圓周表面的中間形成的。
所以，如果用該工藝制造雙金屬硬幣、紀念章或獎?wù)?，因為在鑄造時環(huán)狀物的外圓周表面必然被置于一種約束之下，以便強制環(huán)狀物的可塑變形的多余金屬(鑄造時通過壓制而擠出環(huán)形物的金屬)流入嵌入物的溝槽。這種工藝的問題是，對環(huán)狀物的向內(nèi)金屬流將施加高壓，因而環(huán)狀物和嵌入物之間的接合力降低。
本發(fā)明的目的是提供一種雙金屬硬幣及其制造方法，該方法易于加工，而成本低廉，并能保證環(huán)狀物和嵌入物之間有足夠的接合力。
本發(fā)明的這個目的和特點可以通過所提供的用于加工雙金屬硬幣的方法而達到的，它包括以下工序?qū)⒌谝环N金屬經(jīng)模沖、退火、酸洗而形成一個環(huán)狀物，將第二種金屬經(jīng)模沖、退火，制成比環(huán)狀物厚的嵌入物，在嵌入物的兩面各形成加厚的凸邊，沿嵌入物的圓周表面形成一個環(huán)形隆脊，并酸洗嵌入物，通過將嵌入到環(huán)狀物中間的嵌入物加壓，而使嵌入物隆脊的可塑金屬流進入環(huán)狀物的內(nèi)圓周表面，而將環(huán)狀物和嵌入物接合。用這樣的方法就提供了一種雙金屬硬幣。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的環(huán)狀物的透視圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的嵌入物的透視圖。
圖3是說明根據(jù)本發(fā)明圖2的嵌入物已嵌入圖1的環(huán)形物中的透視圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明制成的雙金屬硬幣的透視圖。
圖5是根據(jù)本發(fā)明第一個實施方案制成的雙金屬硬幣在接合處的間隙的平面圖照片。
圖6是根據(jù)本發(fā)明第一個實施方案所制成的雙金屬硬幣的接合處的斷面圖照片。
圖7是與本發(fā)明第一個實施方案對比的、現(xiàn)有技術(shù)的雙金屬硬幣在接合處間隙的平面圖照片。
圖8是與本發(fā)明第一個實施方案對比的、現(xiàn)有技術(shù)的雙金屬硬幣在接合處間隙的斷面圖照片。
圖9是根據(jù)本發(fā)明第二個實施方案所制成的雙金屬硬幣在接合處的間隙的平面圖照片。
圖10是根據(jù)本發(fā)明第二個實施方案所制成的雙金屬硬幣的接合處的斷面圖照片。
圖11是與本發(fā)明第二實施方案對比的、現(xiàn)有技術(shù)的雙金屬硬幣在接合處的間隙的平面圖照片。
圖12是與本發(fā)明第二個實施方案對比的、現(xiàn)有技術(shù)的雙金屬硬幣在接合處的間隙斷面圖照片。
圖13是根據(jù)本發(fā)明第三個實施方案所制成的雙金屬硬幣在接合處的間隙的平面圖照片。
圖14是根據(jù)本發(fā)明第三個實施方案所制成的雙金屬硬幣接合處的斷面圖照片。
圖15是與本發(fā)明第三個實施方案對比的、現(xiàn)有技術(shù)的雙金屬硬幣在接合處的間隙的平面圖照片。
圖16是與本發(fā)明第三個實施方案對比的、現(xiàn)有技術(shù)的雙金屬硬幣在接合處的間隙的斷面圖照片。
圖1至圖4所示的，是根據(jù)本發(fā)明制成的一個嵌入物和一個環(huán)狀物。
經(jīng)模沖及退火形成嵌入物2之后，沿嵌入物的圓周表面形成一個居中的環(huán)形隆脊，用硬化加工法把隆脊3硬化；在接合環(huán)狀物1和嵌入物2過程中引起自然金屬流，環(huán)狀物和嵌入物之間的接合力得以增強。因此，與現(xiàn)有技術(shù)(加拿大專利)的環(huán)狀物和嵌入物的接合是逆著自然的金屬流相比，通過引起的自然的金屬流將環(huán)狀物和嵌入物接合起來的本發(fā)明能保證較寬的接合區(qū)和增強的接合力。
而且，嵌入物兩面加厚凸邊的多余金屬在鑄幣時流入環(huán)狀物和嵌入物之間的縫隙而加以充填，使硬幣外觀平整。
嵌入物2的厚度應(yīng)比環(huán)狀物厚1%至3%。如小于1%，則多余的金屬量小，縫隙就不能平整地填滿。如超過3%，則縫隙就過滿。
而且，在嵌入物2的圓周表面所形成的居中環(huán)形隆脊的高度從圓周表面起為0.05-0.25毫米，其寬度為嵌入物初始厚度的20-50%。
如果隆脊3的高度和寬度太小，則環(huán)狀物和嵌入物之間的接合力就降低；如果它們的成形太大，則成形困難，且外表不平整。
于是，為了平整地填滿縫隙，嵌入物2在兩面的凸邊的高度應(yīng)該是嵌入物2初始厚度的105%至130%。
下面將根據(jù)本發(fā)明的實施方案對本發(fā)明加以解釋。
第一個實施方案通過模沖、退火、酸洗而形成的環(huán)狀物(銅75%，鎳25%)，其厚度為1.86毫米，外直徑22.83毫米，內(nèi)直徑16.80毫米。通過模沖、退火、酸洗而形成的其上具有凸邊和隆脊的嵌入物(銅92%，鎳2%，鋁6%)，其厚度為1.92毫米，直徑16.68毫米，將環(huán)狀物和嵌入物接合在一起，并且鑄上了所要的圖案。
制成的嵌入物在其圓周上具有隆脊3，其高度為0.17毫米，寬度為0.61毫米，其兩面的凸邊的高度各為2.13毫米。
示于圖5和圖6的是按本發(fā)明一個實施方案制成的雙金屬硬幣的顯微照片，其中圖6是通過將環(huán)狀物1和嵌入物2接合而制成的雙金屬硬幣的接合處的斷面圖，而圖5是圖6的放大圖，展示環(huán)狀物和嵌入物接合處的縫隙G。
根據(jù)本發(fā)明一個實施方案所制成的雙金屬硬幣和現(xiàn)有技術(shù)(歐洲專利，見圖7和圖8)的比較示于下面的表1。
表1結(jié)果本發(fā)明現(xiàn)有技術(shù)外直徑mm23.0023.01內(nèi)直徑mm16.9816.73厚度mm2.142.15接合力kg·f314266(加拿大專利)接合處的縫隙mm0.03-0.050.05-0.65(歐(圖5)洲專利:圖7)從上表可見，本發(fā)明的接合力比加拿大專利的高48公斤·英尺，而接合處的縫隙則比歐洲專利的窄0.02毫米至0.60毫米。
第二實施方案通過模沖、退火、酸洗而形成的環(huán)狀物，其厚度為1.93毫米，外直徑25.83毫米，內(nèi)直徑18.40毫米；通過模沖、退火、酸洗而形成的其上具有凸邊和隆脊的嵌入物，其厚度為1.95毫米，直徑18.35毫米。將環(huán)狀物和嵌入物接合在一起，并且在其上印壓有所要的圖案(圖9和圖10)。
制成的嵌入物在其圓周上具有隆脊3，其高度為0.2毫米，寬度為0.7毫米，其兩面的凸邊的高度各為2.25毫米。
根據(jù)本發(fā)明另一實施方案制成的雙金屬硬幣和現(xiàn)有技術(shù)(歐洲專利見圖11和圖12)的比較示于下面的表2。
表2結(jié)果本發(fā)明現(xiàn)有技術(shù)外直徑,mm26.0026.01內(nèi)直徑,mm18.3118.35厚度,mm2.302.25接合力,kg·f310280(加拿大專利)接合處mm0.05-0.080.15-0.70(歐的縫隙(圖9)洲專利:圖11)
從上表可見，本發(fā)明的接合力比加拿大專利的高30公斤·英尺，而接合處的縫隙比歐洲專利的窄0.10至0.62毫米。
第三實施方案通過模沖、退火、酸洗而形成的環(huán)狀物，其厚度為2.0毫米，外直徑27.87毫米，內(nèi)直徑18.85毫米；通過模沖、退火、酸洗而形成的其上具有凸邊和隆脊的嵌入物，其厚度為2.02毫米，直徑18.94毫米，將環(huán)狀物和嵌入物接合在一起，并且鑄上所要的圖案(圖13和圖14)。
制成的嵌入物在其圓周上具有隆脊3，其高度為0.2毫米，寬度為0.8毫米，兩面的凸邊的高度各為2.50毫米。
根據(jù)本發(fā)明另一實施方案制成的雙金屬硬幣和現(xiàn)有技術(shù)(歐洲專利見圖15和圖16)的比較示于下面的表3。
表3結(jié)果本發(fā)明以前的工藝外直徑,mm28.0028.02內(nèi)直徑,mm19.0019.05厚度,mm2.552.50接合力,kg·f330290(加拿大專利)接合處mm0.03-0.080.15-0.80(歐洲的縫隙,`(圖13)專利:圖15)從上表可見，本發(fā)明的接合力比加拿大專利的高40公斤·英尺，而接合處的縫隙則比歐洲專利的窄0.12至0.72毫米。
雖然本發(fā)明是結(jié)合具體的實施方案而加以說明的，很明顯，根據(jù)前述說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員會有許多替換方案和變種則是顯而易見的。因此，本發(fā)明意在包括落入所附權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)的全部可替換的方案和變種。
權(quán)利要求
1.一種雙金屬硬幣，它由矩形截面的環(huán)狀物和嵌入物所組成，嵌入物在圍繞其圓周表面有環(huán)形隆脊，在其兩面各有加厚的凸邊；因此，通過模沖嵌入在環(huán)狀物中間的嵌入物使隆脊的可塑金屬流進入環(huán)狀物的內(nèi)圓周表面而結(jié)合環(huán)狀物和嵌入物。
2.制成雙金屬硬幣的方法，它由下列工序組成將第一種金屬進行模沖、退火、酸洗而形成一個環(huán)狀物；將第二種金屬進行模沖、退火而形成一個比環(huán)狀物更厚的嵌入物；在嵌入物的兩面各形成加厚的凸邊，圍繞其圓周表面形成環(huán)形隆脊并酸洗嵌入物；通過模沖嵌入在環(huán)狀物中間的嵌入物，造成嵌入物隆脊的可塑金屬流進入環(huán)狀物的內(nèi)圓周表面，而把環(huán)狀物和嵌入物接合起來。
3.按照權(quán)利要求2所申請的方法，其中嵌入物的初始厚度比環(huán)狀物的初始厚度厚0.01至0.03毫米。
4.按照權(quán)利要求2所申請的方法，其中沿嵌入物圓周表面的居中隆脊的高度為0.05至0.25毫米，寬度為嵌入物初始厚度的20%至50%。
5.按照權(quán)利要求2所申請的方法，其中制成的嵌入物的兩個凸邊之間的總厚度是嵌入物初始厚度的105%至130%。
6.按照權(quán)利要求2所申請的方法，其中制成的嵌入物隆脊的硬度比其他部份硬10%至20%。
全文摘要
雙金屬硬幣及其生產(chǎn)的方法，它易于制成組成硬幣的環(huán)狀物和嵌入物，且成本低，并能保證在環(huán)狀物和嵌入物間有較高的接合力。方法的工序有將第一種金屬模沖、退火、酸洗而形成環(huán)狀物；將第二種金屬模沖、退火制成比環(huán)狀物更厚的嵌入物；在其兩面各形成一個加厚的凸邊，以及沿嵌入物的圓周表面形成環(huán)形隆脊，并酸洗嵌入物，通過加壓于嵌入到環(huán)狀物中間的嵌入物，使嵌入物隆脊的可塑金屬流進入環(huán)狀物的內(nèi)圓周表面而結(jié)合環(huán)狀物和嵌入物。
文檔編號B44B5/00GK1112818SQ95105068
公開日1995年12月6日 申請日期1995年4月18日 優(yōu)先權(quán)日1994年4月18日
發(fā)明者金元憲 申請人:株式會社豐山