钱币是怎么造出来的?

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【机械cax360第433期】随着移动支付的发展,大多数情况都用手机付款结账。突然发现很久没用过硬币了,有些小面值的硬币收回不再发行了。今天我们聊聊硬币的事,硬币是怎么造出来的?


钱币是怎么造出来的?

01

人类文明长期以来一直使用金属作为交换媒介。除了具有持久的性能外,金属还易于熔化和铸造。


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1817年,德国工程师乌亨设计了首台肘动式压床,次年在杜塞道夫造币厂装配使用。


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▲肘动式造币机

由于机器本身容易制作,主体结构铸造简单,机件耐用(有些寿命能超过125年),生产速度快(每分钟可冲打90次),可制作有齿边、光边、字边等设计的各种硬币,受到广泛欢迎。


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肘动式压床有一个大飞轮安装在机体后侧地面,多根接于轮辐上的连杆。机体上有肘节,肘节中有一活动关节与主连杆相接,旋转时主连杆推动肘节,由于一端固定,滑块即向下施压。


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制造硬币的原材料,以美国便士为例,它是由95%的铜和5%的锌组成。1982年,这种成分变成了镀铜锌,硬币内部是由锌合金构成,而外表面用铜电镀。5美分硬币是由铜合金组成,75%铜和25%镍。


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一美元硬币是由三层已经粘合或“包覆”在一起的金属制成。外层是75%的铜和25%的镍,而内层是纯铜。


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金属合金在熔炉中熔化并倒入矩形模具中。当原料冷却时,在压力下将其轧制到合适的厚度。轧制过程导致原料过度硬化,需要进行退火处理。


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在这个过程中,一系列加热和冷却使原料软化,并使其达到成型和冲压所需的强度。将矩形金属片切成约13英寸(33厘米)宽,1,500英尺(457米)长的条带,然后卷成一个大卷。

02

当一枚新硬币投入使用前,首先让雕塑家制作一套草图。当一个特定的草图通过主管部门审核后,雕刻家会制作一个粘土模型。该模型是实际硬币大小的三倍到十二倍。


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将石膏倒在粘土模型上以形成负面或反面的石膏模型,铭文的字样反过来雕刻在石膏上。雕塑家多次重复这个过程,直到做成完美的石膏模型。


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接下来,将环氧树脂浇注到石膏模具中来制造耐用的橡胶模具。环氧模具安装在转移器上。在转移雕刻机的一端,触针跟踪环氧树脂模具。


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当触控笔移动时,雕刻机中间的比例条将设计减少到实际的硬币尺寸。这种减小的尺寸与另一端的硬质合金刀具相通,然后将设计切割成钢坯。


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使用的特殊扫描仪,将母模的图案数字化为包含X/Y/Z三轴数据的矢量文件,再用精密数控加工中心雕刻金属原模。


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金属带通过冲裁压力机冲裁出一个个圆形,其尺寸与要铸造的硬币相对应。坯料以每分钟400个冲程的速度切割,剩余的金属碎片被切碎并回收用于以后再利用。


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圆形坯料经过一次退火处理,然后放入工业清洗机和烘干机中。在这些过程中使用润滑剂使圆形坯料被染色和氧化。


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然后将圆形坯料放入装有酸性洗剂的旋转桶中,圆形坯料在旋转桶中被抛光,它们会变得光滑。


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通过机器逐个筛选出合格的圆形坯料,这个机器上有金属板,上面装有与要铸造的硬币尺寸相匹配的孔。以这种方式,畸形大小的圆形坯料被淘汰。


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合格的圆形坯料由传送带送到压印机上,在那里印有图案和铭文。钢制套环围绕在一个模具压力机中,反面的模具装入压力机的上面。


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数百吨压力将圆形坯料推入轴环,顶部模具被迫向下进入套环压入坯料,使圆形坯料的两侧形成印模。


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单击式压印机通常每分钟可以印制400个硬币,压力负荷高达180吨。


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压印机操作员用放大镜对每批新硬币进行抽查。硬币穿过另一个筛选机器,可对压印过程中产生的畸形或空白硬币进行分选。


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自动计数机统计出准确数量的硬币,然后将它们放入大帆布袋中。将袋子缝合,装到托盘上,然后用叉车搬移到储存库。


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