[发明专利]硬币坯件、硬币和类似制品及其制造方法

说明书

本发明涉及电镀硬币坯件、硬币及类似制品如徽章的制造方法。具体来说，本发明涉及镀镍硬币坯件和硬币，但本发明可用来生产外表层为铜的硬币。

硬币向来用镀镍的钢来制造，但在镀层未完全覆盖钢的针孔处，存在着发展成锈点的可能。针孔可因镍镀层中的表面现象而产生，或者可因钢表面上的微孔而产生。

精压时，压模将金属拉伸，尤其在硬币的边缘上。由于这种拉伸，针孔得以扩展，暴露出钢。镀层中的裂纹也可能在边缘处发展。这两种现象中的任何一者，都会引起锈蚀。

倘若镀层中存在微孔，而且这些微孔在电镀过程中被跨镀（即镀层未将微孔填满，仅在表面上将孔盖住），则所截留的空气可在精压过程中冒出微孔，产生起泡。这是造币时的一个严重问题，据知，有些造币厂家以小钢丸撞击金属，试图将起泡和针孔问题减至最小程度。

精压时暴露出来的另一个问题被称为“点状爆裂（starbursts）”。镀镍过程中，镍层上会产生一些尖峰。精压时，这些疵点会被轧掉或压偏。此种磨擦作用会擦伤压模表面。

本发明的目的是，提供电镀硬币坯件和硬币，并提供在克服上述问题方面比目前作法有显著改进的此类硬币坯件和硬币制造方法。

在本发明的较佳实施方案中，我们采用多层镀层，即在钢上镀以镍/铜/镍。由于铁由一层铜保护，而铜在电化序中电位为+0.34V，它与电位为-0.44V的铁和电位为-0.25V的镍相比，具正电位，故而铁就不太可能被氧化。此外，由于采用三层体系，某一层中所存在的微孔就不大可能贯通所有三层，使铁裸露。如果钢表面有微孔存在，微孔就有可能被三层中的至少一层所覆盖。即使只镀镍/铜，以铜为表层，也能获得本发明的某些优点。

电镀包括铜和镍的多层体系，已知供例如电镀汽车保险杠之用。举例来说，授权日为1983年11月29日的美国专利US4.418，125述及了相继镀以镍、镉、铜、镍及铬诸镀层的钢。此外，加拿大专利CA369，046，（1936年8月15日授权）也公开了先镀一层镍，继而镀铜，再镀镍，从而铜会直观表明抛光是否不当。随着镍、铜和镍相继各层在硬币上的应用，出现一些问题，这些问题在汽车保险杠制造中，至少未以同样的程度遇到过。最严重的问题之一，是起泡问题。如前所述，这是由于在微孔所截留气体上的跨镀层经精压时的加压所致。这种跨镀，尤其可能因多层电镀而产生。另一个问题是造币时出现的严重机械变形和拉伸的问题。

因此，本发明的另一目的是，提供一种能在精压过程中将各问题减到最小程度的多层电镀操作方法。

本发明优选提供一种制备硬币坯件、硬币或类似制品的方法，该方法包括：

a）清理黑色金属坯体，使其表面上基本不存在氧化物、油类或污垢;

b）在所述坯体上电镀一层预镀镍层;

c）在预镀镍层上电镀一层铜，起始时用低电流密度镀此铜层，接着在组成相同的镀液中以最大电流密度镀此铜层，以将微孔上的跨镀减到最小程度，或者避免跨镀产生;

d）优选在铜层上电镀一层镍表层，起始时以低电流密度镀以镍层，接着在组成相同的镀液中以最大电流密度镀此镍层，以将微孔上的跨镀减到最小程度，或者避免跨镀产生;

e）以中等温度将铜退火，以提高其可延压性而不致产生起泡，此步骤或在镀表层镍之前进行，或在镀表层镍之后进行;

f）在最终产品为硬币时，则在精压工序中进行压制，不会使黑色金属裸露的微孔或裂纹发展。

本发明还包括由该方法制得的硬币和硬币坯件。

附图说明了本发明的一种较佳实施方案。其中，图1为横截面示意图，示出镀铜开始时以低电流密度，接着又以最大电流密度镀铜时，铜分子层的沉积情况;图2为供对比用的横截面图，示出一开始即以高电流密度镀铜时，可能发生的情况，其中，a为高电流密度促使在孔边缘处枝状生长，b为随着镀铜沉积加快，在孔边缘处跨镀的可能性。

现在，我们要来更详细地讨论一下本发明的较佳实施方案。

按本发明制造硬币，由清理钢或其它黑色金属坯体开始进行。这些坯体为圆片状辅币，其直径约为厚度的十二倍。

圆形坯体或具其它几何形状的坯体，用低碳钢带切割而成，钢带含碳量低于0.02%，以0.01%或更小的含量为佳。然后，使之形成边状，得到光滑的圆周边缘，以便在电镀时避免硌伤或划伤，在以适当吨位模压硬币时有助于形成良好的硬币侧缘平面。