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整個(gè)硬幣的制造過(guò)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(jiàn)且相對(duì)價(jià)格低廉的金屬被用來(lái)鑄造低面額硬幣,而稀有金屬如黃金、白銀、鉑則被用來(lái)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(guò)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(guó)和其他許多國(guó)家,常見(jiàn)使用的金屬有銅、鋅、鎳、鐵、鋁等,其中銅無(wú)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(lái)提高硬度,銅就是首選材料。平常所說(shuō)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(lái)估算。制造合金的具體過(guò)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(chē)間對(duì)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(lái)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(lèi)似特制攪拌機(jī)的柱狀退火爐中,退火爐旋轉(zhuǎn)。高溫對(duì)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(zhuān)門(mén)的機(jī)器設(shè)備對(duì)坯餅?zāi)ミ?、拋光。?jīng)過(guò)以上處理后的坯餅就可以直接用來(lái)壓印硬幣了。與此同時(shí),在另外的制模車(chē)間,設(shè)計(jì)制模工作已經(jīng)開(kāi)始了。

  設(shè)計(jì)制模

  (一)模具及其工作原理

  對(duì)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(dòng),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(dòng)而變形,就如同在汽車(chē)制造廠(chǎng)里把一塊(片)鋼板變成有著各種曲線(xiàn)形狀的汽車(chē)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(lái)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(dòng)的模子來(lái)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(guò)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(lái)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(shuō)的“陰?!?。為了便于理解,在此舉例說(shuō)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(huì)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(lái)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(lái)的。

  (二)圖案從平面到立體的制模過(guò)程

  圖案設(shè)計(jì)工作開(kāi)始于藝術(shù)家的平面畫(huà)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(guò)程:(1)雕刻師用油土將畫(huà)稿上的平面圖案通過(guò)三維立體表現(xiàn)出來(lái),然后翻成石膏模或樹(shù)脂模 ;(2)將石膏模或樹(shù)脂模放入電解液中,經(jīng)過(guò)電鍍制成圖案凸出的銅質(zhì)模坯,也稱(chēng)銅型或母模 ;(3)通過(guò)雕刻機(jī)上觸針

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