专利名称：双金属硬币及其生产的方法
技术领域：
本发明是关于诸如双金属硬币、纪念章、奖章的产品及其生产方法。
总的来说，为防止伪造以及为生产高质量产品，双金属硬币、纪念章或奖章由不同材料的两块金属接合而制成，它包括一个环状物和一个嵌入该环状物中间的嵌入物。
虽然双金属硬币是把两种不同金属接合而生产的产品，即使在使用时，硬币受到相当大的冲击力，它也不应该分离。
用于制造双金属硬币、奖章或纪念章的现有技术方法，如欧洲专利说明书No.0415892，已公开了一种工艺环状物沿其内圆周表面居中具有间槽，而嵌入物则沿其外圆周表面在中间具有与上述沟槽相一致的间脊，但方向相反。在铸造硬币时，随着压制环状物和嵌入环状物的嵌入物二者通过隆脊的可塑金属流进入相对应的沟槽而将环状物和嵌入物接合在一起。
欧洲专利0080437号公开的工艺中，环状物在其内圆周表面的居中具有环形隆脊，而嵌入物则是简单的圆板。在铸造硬币时，随着压制嵌入到环状物中的嵌入物而使插入物的塑性金属流包围环状隆脊。
但是，前面的方法由于都要在环状物的内圆周表面上形成沟槽或隆脊，所以需要高成本和困难的成形加工；如果没有用于环状物的内圆周表面成形的专用设备是不能进行生产的。
此外，在小直径硬币、纪念章或奖章的内圆周表面上加工沟槽或隆脊，在工业上是不可行的。
加拿大专利1317746号不同于上述现有技术，它公开的工艺是环状物在其上不形成任何东西，但厚于嵌入物，而嵌入物圆周表面居中有间槽，在铸造硬币时，通过环状物的可塑金属流进入嵌入物的间槽中而将环状物和插入物结合。
但是，这种工艺的金属流是与铸造硬币时所产生的自然的金属流相反。
那就是，在铸造时，环状物中产生的自然的金属流是向外方向的，它扩大环状物的内直径和外直径，而铸造时嵌入物中产生的自然的金属流也是向外方向的，这导致沟槽变窄，因为沟槽是沿着嵌入物的圆周表面的中间形成的。
所以，如果用该工艺制造双金属硬币、纪念章或奖章，因为在铸造时环状物的外圆周表面必然被置于一种约束之下，以便强制环状物的可塑变形的多余金属(铸造时通过压制而挤出环形物的金属)流入嵌入物的沟槽。这种工艺的问题是，对环状物的向内金属流将施加高压，因而环状物和嵌入物之间的接合力降低。
本发明的目的是提供一种双金属硬币及其制造方法，该方法易于加工，而成本低廉，并能保证环状物和嵌入物之间有足够的接合力。
本发明的这个目的和特点可以通过所提供的用于加工双金属硬币的方法而达到的，它包括以下工序将第一种金属经模冲、退火、酸洗而形成一个环状物，将第二种金属经模冲、退火，制成比环状物厚的嵌入物，在嵌入物的两面各形成加厚的凸边，沿嵌入物的圆周表面形成一个环形隆脊，并酸洗嵌入物，通过将嵌入到环状物中间的嵌入物加压，而使嵌入物隆脊的可塑金属流进入环状物的内圆周表面，而将环状物和嵌入物接合。用这样的方法就提供了一种双金属硬币。
图1是根据本发明的环状物的透视图。
图2是根据本发明的嵌入物的透视图。
图3是说明根据本发明图2的嵌入物已嵌入图1的环形物中的透视图。
图4是根据本发明制成的双金属硬币的透视图。
图5是根据本发明第一个实施方案制成的双金属硬币在接合处的间隙的平面图照片。
图6是根据本发明第一个实施方案所制成的双金属硬币的接合处的断面图照片。
图7是与本发明第一个实施方案对比的、现有技术的双金属硬币在接合处间隙的平面图照片。
图8是与本发明第一个实施方案对比的、现有技术的双金属硬币在接合处间隙的断面图照片。
图9是根据本发明第二个实施方案所制成的双金属硬币在接合处的间隙的平面图照片。
图10是根据本发明第二个实施方案所制成的双金属硬币的接合处的断面图照片。
图11是与本发明第二实施方案对比的、现有技术的双金属硬币在接合处的间隙的平面图照片。
图12是与本发明第二个实施方案对比的、现有技术的双金属硬币在接合处的间隙断面图照片。
图13是根据本发明第三个实施方案所制成的双金属硬币在接合处的间隙的平面图照片。
图14是根据本发明第三个实施方案所制成的双金属硬币接合处的断面图照片。
图15是与本发明第三个实施方案对比的、现有技术的双金属硬币在接合处的间隙的平面图照片。
图16是与本发明第三个实施方案对比的、现有技术的双金属硬币在接合处的间隙的断面图照片。
图1至图4所示的，是根据本发明制成的一个嵌入物和一个环状物。
经模冲及退火形成嵌入物2之后，沿嵌入物的圆周表面形成一个居中的环形隆脊，用硬化加工法把隆脊3硬化；在接合环状物1和嵌入物2过程中引起自然金属流，环状物和嵌入物之间的接合力得以增强。因此，与现有技术(加拿大专利)的环状物和嵌入物的接合是逆着自然的金属流相比，通过引起的自然的金属流将环状物和嵌入物接合起来的本发明能保证较宽的接合区和增强的接合力。
而且，嵌入物两面加厚凸边的多余金属在铸币时流入环状物和嵌入物之间的缝隙而加以充填，使硬币外观平整。
嵌入物2的厚度应比环状物厚1%至3%。如小于1%，则多余的金属量小，缝隙就不能平整地填满。如超过3%，则缝隙就过满。
而且，在嵌入物2的圆周表面所形成的居中环形隆脊的高度从圆周表面起为0.05-0.25毫米，其宽度为嵌入物初始厚度的20-50%。
如果隆脊3的高度和宽度太小，则环状物和嵌入物之间的接合力就降低；如果它们的成形太大，则成形困难，且外表不平整。
于是，为了平整地填满缝隙，嵌入物2在两面的凸边的高度应该是嵌入物2初始厚度的105%至130%。
下面将根据本发明的实施方案对本发明加以解释。
第一个实施方案通过模冲、退火、酸洗而形成的环状物(铜75%，镍25%)，其厚度为1.86毫米，外直径22.83毫米，内直径16.80毫米。通过模冲、退火、酸洗而形成的其上具有凸边和隆脊的嵌入物(铜92%，镍2%，铝6%)，其厚度为1.92毫米，直径16.68毫米，将环状物和嵌入物接合在一起，并且铸上了所要的图案。
制成的嵌入物在其圆周上具有隆脊3，其高度为0.17毫米，宽度为0.61毫米，其两面的凸边的高度各为2.13毫米。
示于图5和图6的是按本发明一个实施方案制成的双金属硬币的显微照片，其中图6是通过将环状物1和嵌入物2接合而制成的双金属硬币的接合处的断面图，而图5是图6的放大图，展示环状物和嵌入物接合处的缝隙G。
根据本发明一个实施方案所制成的双金属硬币和现有技术(欧洲专利，见图7和图8)的比较示于下面的表1。
表1结果本发明现有技术外直径mm23.0023.01内直径mm16.9816.73厚度mm2.142.15接合力kg·f314266(加拿大专利)接合处的缝隙mm0.03-0.050.05-0.65(欧(图5)洲专利:图7)从上表可见，本发明的接合力比加拿大专利的高48公斤·英尺，而接合处的缝隙则比欧洲专利的窄0.02毫米至0.60毫米。
第二实施方案通过模冲、退火、酸洗而形成的环状物，其厚度为1.93毫米，外直径25.83毫米，内直径18.40毫米；通过模冲、退火、酸洗而形成的其上具有凸边和隆脊的嵌入物，其厚度为1.95毫米，直径18.35毫米。将环状物和嵌入物接合在一起，并且在其上印压有所要的图案(图9和图10)。
制成的嵌入物在其圆周上具有隆脊3，其高度为0.2毫米，宽度为0.7毫米，其两面的凸边的高度各为2.25毫米。
根据本发明另一实施方案制成的双金属硬币和现有技术(欧洲专利见图11和图12)的比较示于下面的表2。
表2结果本发明现有技术外直径,mm26.0026.01内直径,mm18.3118.35厚度,mm2.302.25接合力,kg·f310280(加拿大专利)接合处mm0.05-0.080.15-0.70(欧的缝隙(图9)洲专利:图11)
从上表可见，本发明的接合力比加拿大专利的高30公斤·英尺，而接合处的缝隙比欧洲专利的窄0.10至0.62毫米。
第三实施方案通过模冲、退火、酸洗而形成的环状物，其厚度为2.0毫米，外直径27.87毫米，内直径18.85毫米；通过模冲、退火、酸洗而形成的其上具有凸边和隆脊的嵌入物，其厚度为2.02毫米，直径18.94毫米，将环状物和嵌入物接合在一起，并且铸上所要的图案(图13和图14)。
制成的嵌入物在其圆周上具有隆脊3，其高度为0.2毫米，宽度为0.8毫米，两面的凸边的高度各为2.50毫米。
根据本发明另一实施方案制成的双金属硬币和现有技术(欧洲专利见图15和图16)的比较示于下面的表3。
表3结果本发明以前的工艺外直径,mm28.0028.02内直径,mm19.0019.05厚度,mm2.552.50接合力,kg·f330290(加拿大专利)接合处mm0.03-0.080.15-0.80(欧洲的缝隙,`(图13)专利:图15)从上表可见，本发明的接合力比加拿大专利的高40公斤·英尺，而接合处的缝隙则比欧洲专利的窄0.12至0.72毫米。
虽然本发明是结合具体的实施方案而加以说明的，很明显，根据前述说明，对于本领域的技术人员会有许多替换方案和变种则是显而易见的。因此，本发明意在包括落入所附权利要求的精神和范围内的全部可替换的方案和变种。
权利要求
1.一种双金属硬币，它由矩形截面的环状物和嵌入物所组成，嵌入物在围绕其圆周表面有环形隆脊，在其两面各有加厚的凸边；因此，通过模冲嵌入在环状物中间的嵌入物使隆脊的可塑金属流进入环状物的内圆周表面而结合环状物和嵌入物。
2.制成双金属硬币的方法，它由下列工序组成将第一种金属进行模冲、退火、酸洗而形成一个环状物；将第二种金属进行模冲、退火而形成一个比环状物更厚的嵌入物；在嵌入物的两面各形成加厚的凸边，围绕其圆周表面形成环形隆脊并酸洗嵌入物；通过模冲嵌入在环状物中间的嵌入物，造成嵌入物隆脊的可塑金属流进入环状物的内圆周表面，而把环状物和嵌入物接合起来。
3.按照权利要求2所申请的方法，其中嵌入物的初始厚度比环状物的初始厚度厚0.01至0.03毫米。
4.按照权利要求2所申请的方法，其中沿嵌入物圆周表面的居中隆脊的高度为0.05至0.25毫米，宽度为嵌入物初始厚度的20%至50%。
5.按照权利要求2所申请的方法，其中制成的嵌入物的两个凸边之间的总厚度是嵌入物初始厚度的105%至130%。
6.按照权利要求2所申请的方法，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
双金属硬币及其生产的方法，它易于制成组成硬币的环状物和嵌入物，且成本低，并能保证在环状物和嵌入物间有较高的接合力。方法的工序有将第一种金属模冲、退火、酸洗而形成环状物；将第二种金属模冲、退火制成比环状物更厚的嵌入物；在其两面各形成一个加厚的凸边，以及沿嵌入物的圆周表面形成环形隆脊，并酸洗嵌入物，通过加压于嵌入到环状物中间的嵌入物，使嵌入物隆脊的可塑金属流进入环状物的内圆周表面而结合环状物和嵌入物。
文档编号B44B5/00GK1112818SQ95105068
公开日1995年12月6日 申请日期1995年4月18日 优先权日1994年4月18日
发明者金元宪 申请人:株式会社丰山