СПОСОБ ДЕКОРАТИВНОГО МОДИФИЦИРОВАНИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ МОНЕТ, МЕДАЛЕЙ, ЖЕТОНОВ, ИЗГОТОВЛЕННЫХ ИЗ ПЛАСТИЧНЫХ ПРИ ХОЛОДНОМ ДЕФОРМИРОВАНИИ МЕТАЛЛОВ ИЛИ ИХ СПЛАВОВ
METHOD FOR DECORATIVE MODIFICATION OF SURFACES OF COINS, MEDALS, TOKENS MADE OF METALS THAT ARE PLASTIC DURING COLD DEFORMATION OR THEIR ALLOYS

Изобретение относится к области производства медалей нумизматического, фаллеристического назначения, монетожетонной продукции, предназначенной для применения в наличном денежном обращении государства и, в частности, к технологическим процессам декоративного модифицирования поверхностей указанного типа металлоизделий для придания им художественной и тезаврационной привлекательности.
Известны различные технологические процессы по изготовлению монет, медалей, жетонов, поверхности которых подвергают декоративному модифицированию для придания им художественной и тезаврационной привлекательности, в том числе за счет:
выполнения основы монеты с углублением, в которое впрессован золотой вкладыш (RU 2092093, А44С 21/00, публ. 10.10.97);
выполнения из благородного металла (платина) основы монеты, имеющей углубление, которое заполняется раствором другого отделочного металла - золотом (патент JP 2732032 B2, А44С 27/00, публ. 25.04.01).
При этих технологических процессах повышается тезаврация изделий по иной стоимости, отличной от номинальной. Однако художественное оформление данных изделий не удовлетворяет современным требованиям их эстетической привлекательности, а используемые методы модифицирования не обеспечивают эффективную прочность декоративной отделки при деформациях изделий; использование при декоративной модификации технологических приемов по облагораживанию поверхностей металлозаготовки изделия путем ее очистки и полирования, по локальному нанесению на поверхности заготовки лакового покрытия, последующее гравирование на нанесенном лаковом покрытии декора с химическим протравливанием металла в зонах не закрытых маской лакового покрытия и электрохимическое осаждение отделочного металла в углубления образованного декора до уровня основной поверхности, последующее полирование поверхностей изделия, в том числе модифицированных (патент RU №2194427, А44С 7/00, публ. 20.12.2002 г.).
Известный процесс по декоративному модифицированию металлоизделий имеет следующие существенные недостатки:
получаемый при модификации декор имеет двухмерное исполнение относительно недекорируемой поверхности изделия, что снижает художественную привлекательность готового изделия;
облагораживание поверхностей изделий после нанесения покрытия отделочного материала полированием (с целью придания поверхностям изделия глянцевости) приводит к повышению отходов отделочного благородного металла, что повышает затратную часть на изготовление изделий.
Вместе с тем, в настоящее время различными фирмами, в том числе монетными дворами разных стран, при промышленном производстве медалей и монетожетонных изделий широко реализуется технологический процесс декоративного модифицирования путем использования известного физическо-химического явления по холодной деформации изготовленных из пластичных металлов или их сплавов поверхностей изделий под действием тел с более высокой твердостью. Данная технология производства медалей и монетожетонных изделий заключается:
в изготовлении основы металлозаготовки, в холодном пластичном деформировании путем воздействия на ее поверхности изготовленных из закаленных сталей нижнего и верхнего штемпелей пресса, осуществляющих тиснение на лицевой или/и оборотной поверхностях заготовки локальных объемных декоров, негативные изображения которых выполняют на рабочих поверхностях штемпелей с классом шероховатости их, контрастным к классу шероховатости полей штемпелей, деформирующих недекорируемые поверхности заготовки, при этом поверхности заготовки перед их пластичном деформировании облагораживают путем их очистки и полирования (см., например, информационные материалы Бирмингамского монетного двора (Англия), публ. 1997 г., автор С.А.Мезон - Приложение).
Принятая на монетных дворах терминология для изделий, изготовленных по данному технологическому процессу, - качество «пруф» или «пруф-лайк».
Характерными особенностями декоративной модификации поверхностей медалей различного назначения и монетожетонных изделий, получаемых по данной технологии, являются:
трехмерный (объемный) четкий декор на лицевой или/и оборотной поверхностях изделий;
контрастность в классах шероховатости поверхностей объемного декора и недекорируемых полей поверхностей изделий;
отсутствие на декоративно модифицируемых поверхностях изделий дефектов в виде раковин, царапин и т.п., что в целом придает получаемому изделию зрелищную эстетическую выразительность и обеспечивает им потребительский спрос.
При изготовлении заготовок по реализации данного технологического процесса используются пластичные при холодном деформировании металлы или их сплавы, в частности серебро, медно-никелевые сплавы и др.
Однако существенным недостатком данного технологического процесса по производству изделий качества «пруф» или «пруф-лайк» является низкая тезаврационная привлекательность, определяющая стоимость изделия, отличную от номинальной.
Задача заявляемого технического решения состояла в создании способа декоративной модификации поверхностей монет, медалей, жетонов, изготовленных из пластичных при холодном деформировании металлов или их сплавов, обеспечивающего реализацию технического результата по повышению тезаврационной привлекательности готовых изделий этого типа с одновременным сохранением их высокой художественной привлекательности без нарушения качества изделий по технологии «пруф» или «пруф-лайк».
Для решения поставленной задачи предложен способ декоративного модифицирования поверхностей монет, медалей, жетонов, изготовленных из пластичных при холодном деформировании металлов или их сплавов, заключающийся в изготовлении основы металлозаготовки, в холодном пластичном деформировании путем воздействия на ее поверхности изготовленных из закаленных сталей нижнего и верхнего штемпелей пресса, осуществляющих тиснение на лицевой или/и на оборотной поверхностях заготовки локальных объемных декоров, негативные изображения которых выполняют на рабочих поверхностях штемпелей с классом шероховатости их, контрастным к классу шероховатости полей штемпелей, деформирующих недекорируемые поверхности заготовки, при этом поверхности заготовки перед пластичным деформированием облагораживают путем их очистки и полирования, в котором, согласно изобретению, пластичное деформирование с тиснением декора на поверхностях заготовки осуществляют в два этапа, на первом из которых используют пресс со штемпелями, один из которых формирует плоское или/и рельефное поле на одной из поверхностей заготовки, а другой одновременно локально расположенный объемный декор или часть его на противолежащей поверхности заготовки, затем поверхности полученного объемного декора или часть их модифицируют путем осаждения на них слоя отделочного благородного металла, а второй этап пластичного деформирования осуществляют с одновременным тиснением локальных декоров на обеих поверхностях заготовки или на одной из них с использованием пресса, негатив декора или часть его для нижнего штемпеля которого имеет параметры позитива декора первого этапа после осаждения на его поверхности отделочного металла, при этом второй этап холодного деформирования и тиснения декора на поверхностях заготовки производят при фиксации позитива объемного декора заготовки, полученного после модификации его отделочным металлом, относительно соответствующего ему негатива декора нижнего штемпеля пресса второго этапа деформирования.
Согласно изобретению, поверхности объемного декора первого этапа тиснения металлозаготовки модифицируют путем осаждения на них слоя благородного отделочного металла, контрастного по цветовой тональности к металлу заготовки.
Согласно изобретению, для модифицирования поверхностей объемного декора, полученного при первом этапе холодного деформирования, используют электрохимический процесс осаждения слоя отделочного металла, при этом перед модифицированием поверхностей декора поверхности металлозаготовки в зонах, не подлежащих декорированию на первом этапе, маскируют лаковым покрытием.
Согласно изобретению, при электрохимическом процессе в качестве отделочного металла используют, предпочтительно, золото или серебро.
Согласно изобретению, при полировании металлозаготовки используют галтовочный барабан с жидкой моющей средой, имеющей наполнители.
Согласно изобретению, поверхности объемного декора первого этапа тиснения заготовки дополнительно модифицируют ювелирными камнями, которые монтируют после второго этапа деформирования и тиснения декора.
Согласно изобретению, в качестве лака используют ювелирные лаки.
При реализации заявляемого способа по декоративной модификации поверхностей монет, медалей, жетонов, изготовленных из пластичных при холодном деформировании металлов или их сплавов, реализуется процесс получения готовых изделий указанного типа, имеющих:
высокую тезаврационную привлекательность за счет облагораживания поверхности локального объемного декора одной из модифицируемых поверхностей металлозаготовки высокопрочным слоем благородного металла;
высокую художественную привлекательность в соответствии с технологией «пруф» или «пруф-лайк», а именно:
наличие объемных с четкими контурами локальных декоров на лицевой или/и оборотной поверхностях изделий, контрастность в классах шероховатости поверхностей декора и недекорируемых полей поверхностей изделий; отсутствие на модифицируемых поверхностях изделий дефектов в виде раковин, царапин, что обеспечено за счет двухэтапного процесса пластичного деформирования и тиснения декора на поверхностях заготовки, на втором из которых пластичное деформирование с одновременным тиснением декора на лицевой или/и оборотной поверхностях заготовки осуществляют после осаждения отделочного метала на поверхности декора первого этапа и при фиксации данного декора тиснения заготовки относительно негатива декора нижнего штемпеля пресса.
Таким образом, при реализации заявляемого технологического процесса обеспечивается эффективная синергетическая зависимость между тезаврационной и художественной привлекательностью получаемых изделий названного типа при декоративной модификации их поверхностей.
При анализе известного уровня техники не выявлено технических решений, имеющих аналогичную заявляемому решению совокупность признаков по реализации способа декоративной модификации медалей, монетожетонных изделий, обеспечивающего тезаврационную привлекательность готовых изделий с одновременным сохранением их высокой художественной привлекательности по технологии «пруф» или «пруф-лайк», что свидетельствует о соответствии заявляемого технического решении критериям изобретения: «новизна», «изобретательский уровень», что и подтверждается нижеприведенным описанием изобретения.
Изобретение поясняется чертежом, на котором представлено полученное в результате реализации заявляемого изобретения готовое изделие.
Сущность изобретения поясняется рекомендациями относительно выбора технологического оборудования, сырьевых материалов по осуществлению заявляемого способа декоративного модифицирования поверхностей монет, медалей, жетонов, изготовленных из пластичных при холодном деформировании металлов или их сплавов.
Для осуществления заявляемого способа используются следующие сырьевые материалы и технологическое оборудование:
для изготовления основ металлозаготовок используют металлополосу, предпочтительно, из таких металлов, как серебро, например, марок СрМ900, СрМ925 или сплавы металлов - нейльзибер, томпак и др.;
штампы для вырубки металлозаготовок;
полировальные установки, предпочтительно, галтовочного типа;
промывочные ванны и ультразвуковые установки для промывки, предпочтительно, фирмы «Финсоник»;
2
3
4
моющее средство «Арсек» - ТУ 38.507-63-0292; кальцинированная сода (NaCO); 25% водный раствор аммиака (NHОН); дистиллированная вода; спирт этиловый; очищенный бензин (ГОСТ 1012-72); лакокрасочные материалы (АКП-1 или АКП-2) - ТУ 117-3-0735-0075-96, имеющие акрилатную или полиакрилатную основу, вязкость 20-88с и которые используют для защиты поверхностей ювелирных изделий к воздействию цианистого электролита; ювелирные камни, например «Сапфир», «Рубин», «Аметист»; клей для монтажа ювелирных камней;
пресс с нижним и верхними штемпелями, предпочтительно, марок «Гребенер GK-600» или «Зак Киссельбах»;
2
2
оборудование для электрохимической обработки, в котором используют аноды золотые (ГОСТ 6837-72), цианистый электролит на основе комплексной соли дицианоаурата калия {(KAu(CN)} и цианида (KCN) или аноды серебряные (ГОСТ 5.1214-72), цианистый электролит на основе комплексной серебряной соли дицианоаргентата калия {(KAg(CN)} и цианида (KCN);
другие материалы и оборудование, например полировочное оборудование с войлочным кругом.
Способ декоративного модифицирования поверхностей монет, медалей, жетонов, изготовленных из пластичных при холодном деформировании металлов или их сплавов, осуществляют следующим образом:
из полосы соответствующего металла с использованием штампов вырубки изготавливают металлозаготовки, например монеты, предназначенные для декоративной модификации по изобретению;
осуществляют полирование металлозаготовок с использованием, например, галтовочных установок, в барабане которых имеется технический моющий раствор и наполнитель, предпочтительно, в виде предварительно подготовленных, очищенных стальных шариков с технологическими параметрами их диаметров не более 5 мм. Мас.% содержание наполнителя и его размерные параметры задаются по условиям технологического процесса, обеспечивающего оптимальное полирующее воздействие на поверхности металлозаготовок без образования на полирующих поверхностях недопустимых дефектов.
Получаемые после полирования металлозаготовки сушат, дополнительно очищают от остатков технических моющих средств путем их промывки, например, в ультразвуковой установке.
Процесс полирования и очистки поверхностей металлозаговки производят перед технологической операцией пластичного холодного деформирования металлозаготовки с тиснением на ее лицевой или/и оборотной поверхностях локальных объемных декоров.
Пластичное холодное деформирование металлозаготовки с тиснением на ее лицевой или/и оборотной поверхностях локальных объемных декоров производят с использованием пресса, имеющего нижний и верхний штемпели, между которыми в соответствующей оправке размещают металлозаготовку. Принципиальное конструктивное исполнение пресса со штемпелями традиционно (см., например, схему пресса пат. JP №316061982, А44С 21/0, публ. 25.04.01). Штемпели выполняют из закаленных сталей с твердостью, превышающей твердость металла заготовки. Рабочие поверхности штемпелей предварительно подготавливают путем выполнения на них негативов объемных декоров, позитив которых при работе пресса формируется на лицевой или/и оборотной поверхностях металлозаготовки, при этом возможен также вариант выполнения на рабочих поверхностях штемпелей, как объемных (трехмерных) негативов декоров, так и двухмерных (рельефных).
При подготовке рабочих поверхностей штемпелей, предпочтительно, используют известные технологические процессы, используемые монетными дворами различных стран и заключающиеся, например:
в ручной гравировке трехмерных (объемных) декоров на рабочих поверхностях штемпелей с двухмерного рисунка, выполненного дизайнером;
в предварительной подготовке гипсовых или литейных форм с формированными на них объемными декорами, которые с использованием гравировального аппарата и программного обеспечения переводят на рабочие поверхности штемпелей;
в обработке полученных негативов декоров штемпелей и недекорируемых их поверхностей с использованием различных средств полирования, шлифования с целью придания поверхностям негативов декоров, например, матовости, полуматовости с классом шероховатости их, контрастным к получаемому классу шероховатости для недекорируемых поверхностей штемпелей. При полировании недекорируемых поверхностей штемпелей и поверхностей получаемых на них негативов декоров используют пескоструйную обработку, обработку полировальными пастами.
Технологические процессы по подготовке рабочих поверхностей штемпелей используются монетными дворами, предпочтительно, при модифицировании поверхностей металлозаготовок с целью получения на их лицевой или/и оборотной поверхностях позитива объемных локальных декоров, класс шероховатости которых контрастен к классу шероховатости к недекорируемым полям поверхностей заготовки при пластичном холодном их деформировании, что соответствует технологии качества получаемых изделий «пруф» или «пруф-лайк».
Технологический процесс по пластичному холодному деформированию металлозаготовки с тиснением на ее лицевой или/и оборотной поверхностях декоров по заявляемому изобретению осуществляют в два этапа.
На первом этапе используют пресс со штемпелями, один из которых формирует плоское или/и рельефное поле на одной из поверхностей заготовки, а другой одновременно локально расположенный объемный декор или часть его на противолежащей поверхности заготовки.
При тиснении на одной из поверхностей металлозаготовки рельефного поля параметры рельефности, локальности расположения рельефов учитываются при дальнейших технологических операциях заявляемого способа декоративного модифицирования поверхностей медалей, монет, жетонов.
Перед вторым этапом поверхности объемного декора, полученные на первом этапе пластичного деформирования, модифицируют путем осаждения на них слоя отделочного благородного металла, в качестве которого используют, например, золото или серебро. Выбор отделочного металла определяют с учетом контрастности его цветовой тональности к металлу заготовки, что улучшает художественную привлекательность получаемого изделия.
Процесс осаждения слоя металла на модифицируемую поверхность декора первого этапа могут осуществлять, например:
путем использования известных технологических процессов по вакуумному осаждению отделочного металла на обрабатываемую поверхность изделия (см., например, патент RU №2271409, С23С 14/22, 2003 г.). Однако реализация этого процесса технологически усложняется разработкой для этих целей специального программного обеспечения по локальности осаждения металла, а также дополнительными расходами по изготовлению катода из дорогостоящего отделочного материала и возможными его потерями (капельное осаждение);
путем электрохимического процесса осаждения слоя отделочного металла на модифицируемые поверхности декора. Данный технологический процесс менее энергоемок и широко используется в общем машиностроении при обработке и модифицировании поверхностей металлоизделий (см, например, кн. Крузенштерн А. «Гальванотехника», М., Металлургия, 1974 г., с.93-95, пат RU №№2239565, 2114213, 2182190).
Для осуществления предусмотренного по заявляемому изобретению модифицирования поверхностей декора и части его поверхностей отделочным металлом методом электрохимического осаждения поверхности металлозаготовки в зонах, не подлежащих объемному декорированию первого этапе, маскируют лаковым покрытием. Для нанесения «маски» на недекорируемые поверхности заготовки, предпочтительно, используют ювелирные лаки АКП-1 или АКП-2.
При реализации технологического процесса электрохимического локального осаждения слоя отделочного металла на поверхности декора, предпочтительно, используют традиционные для этих целей электролиты и анод из соответствующего отделочного материала (золото или серебро).
Полученную после модификации отделочным благородным металлом металлозаготовку очищают от лакового покрытия и производят второй этап пластичного холодного деформирования с одновременным тиснением декора на ее лицевой или/и оборотной поверхностях, при этом данную технологическую операцию осуществляют при соответствующей подготовке технологической оснастки пресса второго этапа холодного деформирования и тиснения декора.
Второй этап пластичного холодного деформирования поверхностей металлозаготовки осуществляют с одновременным тиснением объемного декора на обеих поверхностях заготовки или на одной из них при использовании пресса, в котором рабочая поверхность нижнего штемпеля имеет негатив локального объемного декора, соответствующий параметрам позитива декора металлозаготовки первого этапа, поверхности которого модифицированы слоем осажденного благородного металла.
Второй этап холодного деформирования и тиснения декора на поверхностях заготовки производят при фиксации позитива объемного декора тиснения заготовки, полученного после модификации его отделочным металлом, относительно соответствующего ему негатива декора нижнего штемпеля пресса второго этапа деформирования.
В результате описанных технологических приемов получаемое изделие (медаль, монета, жетон) имеет объемный с четкими контурами декор на лицевой или/и оборотной поверхностях с классом шероховатости поверхностей декора, контрастным к классу шероховатости недекорируемых полей поверхностей изделий, при этом на модифицируемых поверхностях получаемых изделий отсутствуют дефекты в виде раковин, царапин, что соответствует художественной привлекательности изделий качества «пруф» или «пруф-лайк». Наличие на получаемом изделии локальной зоны осаждения благородного металла на поверхностях одного из декоров позволило повысить тезаврационную привлекательность изделия, что наиболее благоприятно для использования соответствующих изделий в денежном обращении государства, при процессах инвестирования и коллекционирования их.
Промышленный вариант готового изделия, полученного по заявленному изобретению, показан на чертеже.