ЗАГОТОВКА МОНЕТЫ

Полезная модель касается таких изделий из металлического сплава, как монеты, а также заготовок, используемых для изготовления монет. Более конкретно, касается монет и заготовок для их изготовления, имеющих повышенную износостойкость по сравнению с монетами из медного сплава, покрытых медью или плакированных.
Известна заготовка монеты коррозионно- и износостойкая заготовка с блеском и внешним видом меди, состоящая из сердцевинной части заготовки, выполненной из металлического материала (по крайней мере из одного металлического материала, выбранного из группы, содержащей железо, низкоуглеродистую сталь, нержавеющую сталь, никель, никелированную сталь, цинк и цинковые сплавы, медь и медные сплавы, магний и магниевые сплавы, алюминий и алюминиевые сплавы) и имеющей противоположно расположенные поверхности и периферийную боковую кромку, причем по крайней мере одна из поверхностей выполнена с возможностью ее штамповки чеканной матрицей, и электроосажденного покрытия, полностью охватывающего сердцевинную заготовку и выполненного из сплава меди с 0,5 4 мас. олова с толщиной, составляющей по крайней мере на штампуемой поверхности 5-50 мкм, или из сплава меди с 2 мас. олова (RU 2091236, В32В 15/01, опубл. 27.09.1997).
В настоящее время с развитием новейших областей техники, высоких технологий и возросших требований к свойствам защитно-декоративных покрытий все больше внимания уделяется гальваническому производству, обеспечивающему получение уникальных покрытий с заданными физико-химическими свойствами. Применение новых составов электролитов на основе специальных химических добавок, позволяет кардинально улучшить декоративные и защитные свойства покрытий деталей используемых в различных отраслях промышленности.
Поэтому, учитывая возросшие требования монетных дворов к покрытию циркуляционных разменных монет, производители заготовок монет переходят на изготовление монетных заготовок методом гальванического нанесения покрытий. Данный переход выгоден и с точки зрения снижения себестоимости выпуска монетной заготовки, поскольку в отходах вырубки (высечки) металлической ленты отсутствует наличие цветных металлов.
Достоинство монет часто оценивается публикой по их внешнему виду, который считается представляющим блеск золота, серебра или меди в зависимости от их номинальной величины. Необходимо, чтобы монеты не изменяли цвета со временем или вообще не подвергались коррозии. Дополнительно к устранению этих нежелательных факторов любая новая монета должно быть также приемлемого веса и иметь электрические и магнитные свойства, которые дают возможность их использования в кассовых аппаратах и торговых автоматах.
Другие требования к монетным материалам состоят в том, что они не должны легко подделываться, должны обладать специфическими свойствами, удовлетворяющими требования устройств сортировки монет, быть способны хорошо воспринимать чеканку при штамповании, одновременно сохраняя достаточную поверхностную твердость после чеканки, чтобы не допускать чрезмерного истирания, и не должны быть дорогими для изготовления.
Например, ООО «Гурт», RU, - крупнейшее Российское предприятие в области разработки и изготовления заготовок для циркуляционных монет, учитывая требования ФГУП «Гознак» по выпуску отечественной разменной монеты с гальваническим покрытием, построило гальваническое производство по нанесению никелевого, медного и латунного покрытий на стальные заготовки монет. Основу гальванического производства составляют высокопроизводительные автоматизированные гальванические линии барабанного типа, позволяющие получить как однослойные так и многослойные покрытия различных вариантов (Статья «Заготовки циркуляционных монет», выложенная на официальном сайте компании ООО «Гурт» в сети Интернет в режиме он-лайн доступа по адресу: http://www.gurt.su/ru/18/52.html, статья выявлена 19.12.2012 г.).
Данное решение принято в качестве прототипа.
Актуальным сегодня является разработка такого гальванически осаждаемого покрытия, которое имело бы низкую себестоимость и обеспечивало бы удовлетворительную стойкостью к коррозии и истиранию. Кроме того, для такой монеты необходимо соблюсти соответствующие характеристики для использования в действующих монетных торговых и кассовых автоматах.
Настоящая полезная модель направлена на достижение технического результата, заключающегося в повышении стойкости к коррозии за счет формирования беспорового покрытия и сохранении в первоначальном виде оттиска чеканной матрицы.
Указанный технический результат достигается тем, что в заготовке монеты, представляющей собой диск, выполненный из низкоуглеродистой качественной стали и имеющий противоположно расположенные плоские поверхности и периферийную боковую кромку, причем на всю поверхность диска нанесено электрохимическое покрытие из никеля с массовой долей никеля не менее 99,0% при и массовой доли суммы примесей не более 1,0% и толщиной никелевого слоя 17,5±7,5 мкм.
Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.
Настоящая полезная модель поясняется конкретным примером исполнения, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения требуемого технического результата.
На фиг.1 представлена заготовка монеты, в разрезе;
фиг.2 - вид А на фиг.1.
Согласно настоящей полезной модели рассматривается конструкция заготовки монеты, которая представляет собой диск, имеющую заданную форму в плане (круг или квадрат или иная форма). Этот диск 1 выполнен из низкоуглеродистой качественной стали по ГОСТ 9045 и имеет противоположно расположенные плоские поверхности 2 и периферийную боковую кромку 3. Периферийная боковая кромка диска выполнена в виде кольцевого утолщения со сферообразной формы торцевой поверхностью. А на всю поверхность диска нанесено электрохимическое покрытие из никеля с массовой долей никеля не менее 99,0% при и массовой доли суммы примесей не более 1,0% и толщиной никелевого слоя 17,5±7,5 мкм.
Данное изделие, на которое нанесено электроосажденное никелевое покрытие, является заготовкой для изготовления монет разного размера и достоинства. Монету изготавливают следующим образом. Диск размещают в матрице и кладут под чеканочный пресс (т.е. тот, который наносит "орел" и "решку" на аверс и реверс). Обе детали подвергают давлению при 150-ти тонном обжатии со стороны аверса и реверса. При этом за счет текучести материала диска в области утолщений и пластической деформации толщина монеты становится меньше, а диаметр возрастает, утолщения "расплющивается", образуя гурт.
Применение никелирования в производстве монет объясняется ценными физико-химическими свойствами электролитически осажденного никеля. Хотя в ряде напряжений никель стоит выше водорода, вследствие сильно выраженной склонности к пассивированию, однако он оказывается достаточно стойким против атмосферного воздуха, щелочей и некоторых кислот. По отношению к железу никель имеет менее электроотрицательный потенциал, следовательно, основной металл - железо - защищается никелем от коррозии лишь при отсутствии пор в покрытии. Микротвердость электролитических осажденных и химических никелевых покрытий зависит от состава электролита и может колебаться за счет введения добавки фосфора в состав покрытия. После термообработки никелевых покрытий, содержащих фосфор, микротвердость их возрастает еще более, что позволяет решить проблему снижения пор даже при однослойном нанесении никеля.
Электролитические покрытия никеля всегда обладают некоторой пористостью, и для получения беспористых покрытий используют попеременное осаждение нескольких слоев металлов, у таких многослойных покрытий поры каждого слоя обычно не совпадают. Никелирование получило широкое применение в химической промышленности толщиной покрытия без подслоя меди до 0,20-0,30 мкм в одном слое. Многослойное никелирование применяется для повышения коррозионной стойкости никелевых покрытий по сравнению с однослойными покрытиями. Это достигается последовательным осаждением слоев никеля из нескольких электролитов с различными физико-химическими свойствами покрытия. К многослойным никелевыми покрытиям относятся: би-никель, три-никель, сил-никель. Коррозионная стойкость покрытий би-никель в 1,5-3 раза выше однослойных покрытий. Их целесообразно применять вместо однослойных матовых и блестящих никелевых покрытий. Для достижения высокой коррозионной стойкости первый слой никеля (матовый или полублестящий), составляющий не менее 1/2-2/3 общей толщины покрытия, осажденный из стандартного электролита, практически не содержит серы. Второй слой никеля осаждают из электролита блестящего никелирования; сера, содержащаяся в органических блескообразователях, входит в состав никелевого покрытия, при этом электродный потенциал второго блестящего слоя сдвигается на 60-80 мВ в сторону электроотрицательных значений по отношению к первому слою. Таким образом, блестящий слой никеля становится анодом в гальванической паре и защищает первый слой от коррозии. Трехслойное никелирование обладает самой высокой коррозионной стойкостью. При этом методе после осаждения первого слоя никеля из того же электролита, что и при двухслойном никелировании, осаждается средний слой никеля из электролита, в состав которого входит специальная серосодержащая добавка, обеспечивающая включение большого количества серы (0,15-0,20%) В состав промежуточного слоя никеля. Затем наносится третий верхний слой из электролита для получения блестящих покрытий. При этом промежуточный слой, приобретая самый электроотрицательный потенциал, предохраняет контактирующие с ним слои никеля от коррозии.
В рамках настоящей полезной модели на заготовку наносится многослойное покрытие никеля толщиной 17 мкм, что гарантированно исключает появление коррозионных процессов. Ко всему прочему, монета должна отвечать высоким требованиям по глубокой чеканке рисунка. Отчеканенный рисунок должен быть четким и глубоким с хорошей проработкой мелких элементов. При этом не должно быть нарушено никелевое покрытие и, естественно, сам стальной диск. Чистый никель очень вязок и легко поддается прокатке в тончайшие листы и вытягиванию в проволоку (до 0.01 мм диаметром) при условии отсутствия в металле серы (дело в том, что даже незначительные примеси серы до 0,03% делают никель непригодным для обработки). Так как в заготовке никель имеет чистоту 99,0% и толщину 17,6 мкм, то данные особенности позволяют прочеканивать высокий рисунок на монете.
Настоящая полезная модель промышленно применима и может быть реализована с применением известных технологий по нанесению гальваническим способом металлических покрытий. При этом подбор материалов покрытия и их толщин обеспечивает неразрушение покрытия при чеканке рельефа и повышает срок службы монет за счет затруднения процесса износа.