专利名称：复合双色硬币、纪念章及制造方法
所属领域本发明涉及硬币制造技术，复合材料的双色币、章和制造工艺。
背景技术：
随着经济的发展，自动售货机和各种钱币识别装置在日常生活中得到广泛应用，在这种情况下，硬币能否在售货机或识别器上正确识别，显得日益突出。同时，为了提高硬币的防伪能力，需要发展具有特殊电磁性能的造币材料。
材料科学和造币技术的进步，为硬币的防伪和识别的发展，创造了条件。复合材料具有特殊的电、磁性能和耐蚀性，这种特性在自动售货机和各种识别、清分装置上，具有明显的优势。同时，由于金属材料复合的难度，也使硬币的造假者难以仿制。
现在的新型硬币识别器不但包括传统的直径、厚度、重量等参数识别，而且发展出电性能、磁性能和对硬币边形的识别。国内、外都有很多专利。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有磁、电性能的复合材料的双色币，以及这种币的制造方法。
一种复合双色硬币、纪念章，由金属材料的外环和内芯组成，其特征是内芯外层2和里层3复合而成，外环1、外层2和里层3分别为三种不同的金属材料；里层3有电、磁性能，里层3厚度占整个内芯厚度的3-40％。
制造方法包括采用普通双色币的带材加工工艺，其特征在于内芯带坯的冷轧复合工艺流程包括打糙、固相复合、扩散退火工艺。
本发明复合材料双色币的制造方法能够实现以一种非磁性材料铜合金和另一种磁性材料铁或镍复合在一起，使制出的硬币在外观上显示为铜合金的色泽，同时又具有一定的磁性。这种材料的电、磁性能明显区别于普通的铜合金材料，这就给硬币的识别创造了两种方式双色币有可直观的外表色彩，又可以用磁铁来检测硬币是否具有磁性材料，提高了大众防伪能力。
本方法的产品从结构上看，这种硬币是以包覆磁性材料的复合材料为内芯，以另外一种颜色的合金材料为外环，复合层既减少了电偶腐蚀的产生，也提高了硬币的观赏性。
图1为复合材料双色币坯饼示意图；具体实施方式
一种复合材料双色硬币或纪念章，其坯饼由金属合金的外环和内芯组成，其结构特征是内芯由镍或镍的磁性复合材料的内芯里层3和白铜外层2复合而成，外环1是与内芯电、磁性能明显有区别的金属，可以为黄铜；外环1、外层2和里层3分别为三种不同材料复合在一起；夹心的里层3厚度占整个内芯厚度的3-40％。
上述所用材质还可以为外环1的材质为白铜或不锈钢、内芯外层2材质为黄铜、内芯里层3为磁性复合材料。
这种复合双色币、纪念章的制造方法，包括采用与普通双色币相同的工艺，其特征是分别制作外环带材、复合内芯带材，采用的复合轧制设备包括开卷机、导卫、夹板、轧辊、卷取机； 内芯带坯的冷轧复合工艺流程包括打糙、固相复合、扩散退火工艺；之后进行剪边、成品冷轧。
1)打糙工艺所述打糙工艺是在辊洗机组上进行；控制工艺参数(1)、作业厚度1.5-2mm(2)、开卷机直径500mm(3)、卷曲机直径500mm该打糙工艺的目的是用钢丝刷使带材2表面呈粗糙无光的“毛态”，除去表面氧化膜及其污染物露出“新鲜”金属，使表面洁净，增加了带材表面的活性，使带材表面产生许多微观的凹凸不平，增加表面积。如果此工序有问题使铜带表面的污物、油物，去不干净，它的影响是致命的，直接导致复合失败。在最后一遍打糙时铜带每圈之间垫纸，以防铜带表面划伤。
2)复合内芯带材将内芯外层2和里层3的原料带材经复合轧机复合轧制前设备应洁净，将轧辊通蒸汽予热到80℃以上，上、下开卷机分别装上打糙后的同一材质的内芯外层2的黄铜、白铜、铜合金或不锈钢带材，中层开卷机装上内芯里层3的镍带或其它磁性带材。分别将三层带材通过开卷机，经导卫、夹板送进工作辊，经压轧使三层带材复合成一体。轧制压下率应在65％-75％之间。在生产过程中，三个开卷机均设有光电对中装置，以防铜带跑偏，影响复合效果。
固相复合参数(1)张力 上层2.4吨、中层1.2吨、下层2.4吨(2)轧制速度 2m/min(3)轧制力260T(4)轧制压下率应在65％-75％之间；3)冷轧复合工艺中的扩散退火控制扩散退火参数(1)扩散退火速度850℃×8min，0.8m/min。
(2)主要参数Hv5为80～86，晶粒度为8.0～10.0保护时间6-10分钟加热区长度6mm扩散退火目的是在保护气氛下进行扩散退火，使已经极为靠近的组元层材料接触面处的分子相互扩散，形成金属键相互吸引达到牢固结合。
剪边在纵剪机组进行，剪切速度8.5～32m/min，剪切宽度10～300mm剪边工序是为了把复合时的裂边尽可能剪去，以便后序精轧。剪后带材宽度应视下道工序要求制定。
成品冷轧1、冷轧是在四辊轧机上进行，控制主要参数(1)、支持辊工作名义直径560/215mm(最小502/195mm)。
(2)、轧制力1600KN。
(3)、轧制速度5m/min。
(4)、压下及压下速度全液压式辊缝控制。
(5)、测厚自动测厚。
冷轧复合的内芯坯饼冲制工艺按与成品双色币的外环相应尺寸，在高速冲床或其它冲床上冲制所述复合内芯的坯饼，根据内芯坯饼的直径选择冲制间隙，大约在0.15mm左右。
内芯坯饼退火、酸洗、光饰工艺根据内芯材质的不同，采用不同的退火工艺，白铜退火温度780℃，保温一小时；黄铜退火温度660℃，保温一小时。酸洗、光饰均采用普通造币工艺。
印花工艺将经过上述工艺后的复合内芯2、3置于外环1中，该复合材料双色币，在印花工艺上与制造普通双色币完全相同，在立式双色印花机上进行。
权利要求
1.一种复合双色硬币、纪念章，由金属材料的外环和内芯组成，其特征是内芯外层(2)和里层(3)复合而成，外环(1)、外层(2)和里层(3)分别为三种不同的金属材料；里层(3)有电、磁性能，里层(3)厚度占整个内芯厚度的3-40％。
2.一种复合双色硬币、纪念章，其特征是内芯里层(3)是磁性材料，外层(2)可以是铜合金、铁合金，外环(1)是与内芯(2)、(3)电、磁性能有区别的、铜合金、铁合金。
3.一种权利要求1所述的复合双色硬币、纪念章的制造方法，包括采用普通双色币的带材加工工艺，其特征在于内芯带坯的冷轧复合工艺流程包括打糙、固相复合、扩散退火工艺并注意控制各工艺中的参数；1)打糙工艺是对金属原料带材表面进行处理的工艺过程，在辊洗机组上进行；2)固相复合工艺(1)将三层金属带材轧制复合；操作前设备应洁净，轧辊通蒸汽予热到80℃以上，分别装上打糙后的上、下内芯外层(2)和中间的里层(3)原料带材，经复合轧机进行轧制，使三层带材复合成一体；3)扩散退火工艺扩散退火在氨分解连续炉上进行，在各层之间形成金属合金。
4.根据权利要求3所述的复合双色硬币、纪念章的制造方法，其特征在于所述各项工艺中的参数打糙工艺主要控制参数为(1)、厚度1.5～2mm(2)、钢丝刷钢丝直径0.3mm-0.4mm(3)、打糙工艺中，务必将金属氧化层刷掉，使新鲜金属充分暴露出来；固相复合参数(1)张力 上层2.4吨、中层1.2吨、下层2.4吨(2)轧制速度2m/min(3)轧制力260T(4)轧制压下率应在65％-75％之间；扩散退火参数(1)扩散退火速度850℃×8min，0.8m/min。(2)主要参数Hv5为80～86，晶粒度为8.0～10.0保护时间6-10分钟加热区长度6mm
全文摘要
一种复合双色硬币、纪念章及制造方法，其特征是内芯由磁性材料的内芯里层3和合金外层2复合而成，外环1为与内芯2、3电、磁性能有区别的合金；里层3厚度占整个内芯厚度的3－40％。制造方法，包括普通双色币复合工艺，其特征是内芯带坯的冷轧复合工艺流程包括打糙、固相复合、扩散退火工艺；并注意控制各工艺中的参数。这种硬币是以包覆磁性材料的复合材料为内芯，以另外一种颜色的合金材料为外环，复合层既减少了电偶腐蚀的产生，也提高了硬币的观赏性。可以用磁铁来检测硬币是否具有磁性材料，提高了大众防伪能力。
文档编号A44C3/00GK1631289SQ20031011919
公开日2005年6月29日 申请日期2003年12月23日 优先权日2003年12月23日
发明者魏立营, 张吉刚, 勾久斌, 罗宝华 申请人:中国印钞造币总公司