一元硬币是如何炼成的?

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环球市场
理论探讨/
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一元硬币是如何炼成的?
龙 村
湖南师范大学附属中学
在日常生活中,我们经常遇到、用到一元硬币,但我们却从未
关注它是怎么来的。一元硬币表面光亮,使用很久都鲜有锈斑,它
被我们存放在各种地方,被我们使用于各种场合,但是却少有磨损,
表面的花纹依然如新。硬币作为一种生活中使用最多,运用最广泛
的物品,它必须具有一定的硬度,不能够划伤;具有一定的强度,
不容易折断;具有一定的耐腐蚀性,不容易被腐蚀;具有一定的耐
磨性,不容易磨损;最后硬币本身的成本不能太高,否则取材不易,
生产困难使得硬币的价值不能发挥。那么是怎样的材料以及怎样的
方法才能使得硬币具有这么好的性质呢?
硬币的制造过程可以总结为三个基本内容:选材和坯饼处理、
设计制模、压印。
一元硬币的材料是钢芯镀镍,意思是硬币本身是用钢来制作,
最后在钢表面镀一层镍。这就是制造硬币的胚料,我们知道钢是一
种铁和炭的合金,是含碳量质量百分比介于0.02%至2.11%之间的
铁碳合金的统称。只含有炭的铁碳合金为普通钢,根据不同的用途
会在铁碳合金中加入其它的合金元素如锰、镍、钒等。钢是一种成
本低廉的合金,并且具有良好的强度,不容易变形,但是普通的钢
不耐腐蚀,在大气环境下会发生电化学腐蚀,产生铁锈。为了保护
硬币表面的光亮新鲜,在硬币表面镀一层镍,能够弥补钢芯的不足,
可以成为钢芯的镀层的材料有很多,硬币选用镍最为镀层是综合考
虑的结果:
1、电镀镍层在空气中的稳定性很高,由于金属镍具有很强的钝
化能力,在表面能迅速生成一层极薄的钝化膜,能抵抗大气、碱和
某些酸的腐蚀。
2、电镀镍结晶极其细小,并且具有优良的抛光性能。经抛光的
镍镀层可得到镜面般的光泽外表,同时在大气中可长期保持其光泽。
所以,电镀层常用于装饰。
3、镍镀层的硬度比较高,可以提高硬币表面的耐磨性。
另外,在制作硬币的材料中,除了钢芯镀镍,还有钢芯镀铜,
如5角钱的硬币就是钢芯镀铜,铜也是一个很好的镀层材料。
在钢芯上镀镍一般有两种方法,分为电镀镍和化学镀镍。电镀
镍是在由镍盐(称主盐)、导电盐、pH缓冲剂、润湿剂组成的电解液
中,阳极用金属镍,阴极为镀件,通以直流电,在阴极(镀件)上沉
积上一层均匀、致密的镍镀层。从加有光亮剂的镀液中获得的是亮
镍,而在没有加入光亮剂的电解液中获得的是暗镍。电镀镍是硬币

材料制作的主要方法。
当选好了硬币的材料,首先熔炼铸造做出一块块钢板材,在板
材上进行冲压工序,冲出很多坯饼,此时的坯饼很粗糙,表面不光
滑并且四周有毛刺,为了保证硬币的质量,需要将坯饼退火软化、
清洗、磨边抛光、镀镍,完成这几步坯饼处理后就可以用来压印硬
币了。
硬币是由坯饼压缩变形后形成,硬币的形状取决于制作硬币的
模具,就像我们日常生活中做月饼的道理一样。在压印过程中由于
力的作用是相互的,所以模具施加给坯饼的力等于坯饼给模具的反
作用力,为了保证坯饼能顺利变形,模具需要强度更高、硬度更大
的材料,试想用压月饼的模子去压钢坯,损坏的一定是模子。
这就是硬币的制作过程,时代在进步,古老的过去我们用铸造
发制作货币,成本高效率低,到现今社会,铸币工艺快速发展每分
钟能生产多达几百枚硬币,充分满足我们日常生活的需求。