钱币是怎么造出来的？

【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？

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。

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。

▲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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。