【转载】现代造币工艺技术的发展

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当今世界造币生产在继承传统的造币工艺技术基础上，结合现代工业技术的进步，发展到了一个崭新的阶段。近几十年来，随着科学技术的迅速发展，造币生产中应用了许许多多新的工艺技术，以至当代世界铸币，形制丰富多彩，除了传统的平边、丝齿外，还出现了多边形、异形、圆形中间打孔、间断丝齿、连续斜丝齿、双金属镶嵌、三金属镶嵌、局部镶嵌、边部滚字、边部凹槽滚字、丝齿滚字、隐形雕刻、激光全息、彩色、微粒细点、高浮雕、反喷沙等等全新概念的新工艺、新技术。在造币材料的选用上也突破了以往传统的观念，除了金、银、铜、镍、铝及其合金等传统的造币材料外，从七十年代末八十年代初，出现了三明治式的铜--铁复合、镍--铁复合造币材料和钢芯镀铜（ABS、CBS）、钢芯镀镍（NBS）、锌芯镀铜等等包覆材料，并将不锈钢也用于了制造流通硬币。
上述这些造币新工艺、新技术、新材料的广泛采用，大大地增加了金属硬币的铸造难度，提高了金属硬币的技术含量，增强了金属硬币的防伪性能。同时，也极大地提高了金属硬币的鉴赏性和收藏性，深受广大钱币爱好者的欢迎。

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下面就上述这些造币新工艺、新技术作一些简要的介绍。
1．平底镜面
金银纪念币（章）的底平面要高度平整和光亮如镜，使其图案和底面的反差更为强烈，层次更位分明。主要是通过对压印模具进行平整度处理、镀硬铬后再研磨、抛光等方法来获得。
2．喷砂凝霜
应用目数不同的砂粒（或金属丸）对选定的印模底面或图案喷射成磨砂面，形成凝霜效果，从而增加浮雕图纹（或字体）的立体感和层次感。
3．反喷砂、多层次喷砂
现代纪念币（章）为了突出其图案浮雕强烈的艺术效果，往往在图案浮雕部位进行喷砂工艺处理（币的底面为抛光镜面）。这种工艺处理方法已经运用了数十年。而所谓的反喷砂，就是将图案浮雕部位改用光亮面，而将币的底面进行喷砂工艺处理。这样一反过来处理后，就得到了完全相反的另一种艺术效果。我国最早是在1992年版“中国熊猫”金币的“天坛”面上应用了反喷砂工艺。以后又在1996年版的“中国熊猫”金银纪念币的“熊猫”上应用反喷砂工艺来反映熊猫的黑白毛色，取代了原先的用凹凸雕刻法反映熊猫黑白毛色的手法，取得了令人满意的艺术效果。反喷砂工艺的成功应用，使得金银纪念币（章）画面层次得到了丰富，增强了纪念币（章）图纹的艺术魅力。在第三组“香港回归祖国”纪念银币上，应用反喷砂工艺成功地表现了焰火的闪动感和海水的波动感。

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4．多边形和异形
为了适应机器高速压印金属硬币的要求，传统的机制币形制主要为圆形的，大多数金属硬币的边部都有连续丝齿，少数为平边无丝齿。后来人们为丰富金属硬币的形制，同时也为了提高硬币的制造难度，增加硬币的防伪技术含量，就研制开发出了非圆形的硬币，从三边形到十几边形都有，而应用于流通硬币的形制主要有七边形、十边形等，如英国的20辩士硬币、塞浦路斯的50分币就是七边形；而伊拉克的1第纳尔币、菲律宾的2比索币即为十边形。
用于流通的异形币，主要边部形状为波浪形（亦称梅花型）。其他用于制造金、银、铜纪念币（章）的异形币有三边形、长方形、环形、扇形、椭圆形、盆形及镶拼式等等。香港的2港元币、斯里兰卡的10分币、伊拉克的5费尔币和10费尔币的边部均为波浪形。我国近几年研制开发的“长江风光”、“清明上河图”等金银币，其边部形状为长方形；我国2000年铸造发行的“龙年生肖币”的边部即为扇形。在制作各类金、银、铜质纪念币（章）上的形制特别丰富多彩，上面所述的环形、盆形、椭圆型、镶拼式等各种形制都已在金、银、铜纪念币（章）上得到了很好的应用
5．圆形中间打孔
严格地说，圆形打孔币也属于异形币。目前，世界上采用圆形中间打孔的方法制造流通硬币的国家不多，主要有日本的5日圆币和50日圆币、黎巴嫩的1皮阿斯特币、丹麦的25欧尔币和5克郎币。我国古代的铸钱中间都有一个方形孔，象征着“天圆地方”，民间称这种铸钱为“孔方兄”，但自出现机制币后，就不再采用这种中间打孔的钱币形制了。前些年，为仿制古代的方孔钱，我国造币厂采用压印后再冲孔的工艺技术，制造出“大唐镇库”、“宝源通宝”等圆形方孔金银纪念币，以满足钱币爱好者的收藏需要。

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6．间断丝齿
间断丝齿，是指金属硬币的边部在一定等分角度上出现一组丝齿，并由平边加以间隔。采用间断丝齿形制制造流通硬币这是对连续丝齿形制的发展，提高了流通硬币的技术含量，我国九十年代初推出的5角流通硬币，就是采用的间断丝齿形制。间断丝齿的种类有两种，一种凸缘丝齿，即每组丝齿的高度大于间隔平边；另一种为凹缘丝齿，即每组丝齿高度与间隔平边相平齐。目前世界上采用间断丝齿形制制造流通硬币的国家亦不很多。
7．连续斜丝齿
通常金属硬币边缘的连续丝齿均是与硬币轴径相互垂直的。而连续斜丝齿却与硬币的轴径有一个交错的角度。由于有了这个角度，这就给金属硬币的压印带来了很大的困难，亦向传统的硬币压印工艺提出了挑战。换句话说，也就是增大了硬币的制造难度，提高了硬币的技术含量和防伪程度，非常适合制造高面额的流通硬币。目前世界上采用这种工艺技术制造流通硬币的国家很少，日本2000年8月推出的新版500日圆流通硬币，除了采用隐形雕刻、显微细点等高防伪技术外，还采用了这种边部连续斜丝齿的工艺技术。我国已于2001年将这一技术应用到部分金银纪念币（章）上。

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8．双金属镶嵌、三金属镶嵌、局部镶嵌
最早采用双金属镶嵌工艺技术制造流通硬币的是意大利造币厂。早在八十年代初的1982年，意大利造币厂就推出了用不锈钢作外环、铝青铜为内芯镶嵌的500里拉流通硬币，这是一种新的风格的流通硬币，发行在当时就取得了成功，在世界造币行业引起了很大的反响。接着各国造币厂纷纷研究双金属镶嵌流通硬币的制造工艺技术，并在金银纪念币（章）上得到了广泛的应用。如今，双金属镶嵌硬币作为一种高技术含量的硬币在许多国家的高面值流通硬币得到了应用。我国也於九十年中期推出了金银镶嵌纪念币（章），并於1997年推出了以白铜和黄铜相互组合的10元“香港特别行政区回归祖国”流通纪念币，接着又发行了10元面额的“中华人民共和国成立50周年”和“澳门特别行政区回归祖国”双金属镶嵌流通纪念币。
在双金属镶嵌币的基础上，有些国家研制开发了三种不同色泽组合的三金属镶嵌流通币，但由于受到造币压印设备和镶嵌工艺技术不成熟的限制，这种三金属镶嵌币未能得到很好的应用。
局部镶嵌的双金属硬币，主要应用在金银纪念币（章）方面。其主要表现就是根据钱币的设计需要，在银质纪念币上的某一部位镶嵌上部分金箔，以提高纪念币（章）的品位，给人以新的视觉感受。此外，国外有些造币厂为提高这种局部镶嵌双金属金属硬币的技术含量，发明了用金属粉末喷涂的工艺方法，在银质纪念币（章）的局部部位喷涂上金粉，同样给人一种双金属局部镶嵌的感受。我国造币厂，也试用局部屏蔽电镀的工艺方法来制造银－金局部镶嵌的银质纪念币（章）。但是，在流通硬币制造方面基本上不采用这种工艺技术。

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9．边部滚字、边部凹槽滚字
边部滚字，顾名思义，就是在金属硬币边部的圆柱体立面上滚上各种文字和图纹，这种文字和图纹（亦称边铭和边饰）可以是阳文（凸出），也可以是阴文（凹入）。金属硬币边部滚上字符，一方面增强了硬币的鉴赏效果，另一方面也提高了硬币的技术含量。由于硬币边部滚字的工艺技术较为复杂，这就给制造假币者增加了技术难度。硬币边部滚字，有的是在硬币边部圆柱体面上直接滚出字符，如我国发行的“毛泽东诞辰100周年”、“周恩来诞辰100周年”等流通纪念币；有的在硬币边部滚字的基础上还增加了连续丝齿，如英国现行流通的1英镑硬币。当前，世界上掌握和采用边部滚字工艺技术制造流通硬币的国家还不是很多。当然，在金银纪念币（章）上也可以采用边部滚字的技术，我国的钱币制造者也在这方面作过尝试。今年我国新推出的第五套人民币新版壹元流通硬币就全部采用了边部滚字技术，大大地提高了壹元流通硬币的防伪性能。
为了进一步提高高面值流通硬币的安全性，进入二十世纪90年代后，世界上出现了凹槽滚字的工艺技术，这种凹槽滚字，又称为安全边形。是指在金属硬币外边的中心部位被切割出一条凹槽，从外侧可清楚地看到金属硬币被“分隔”为三层，上下两层构成硬币的外边。这种安全边或为平边，或为丝齿。在中间部位的凹槽内，或镌刻上图纹边饰、或镌刻上边铭文字。这些边饰、边铭的应用，不仅仅为了美观，而是大大增加了制作伪币的难度。
边部滚字、凹槽滚字按特征大致可分为以下六类：
纯边饰：这种边饰与币面上的币饰一样，纯粹是一种装饰，没有任何意义。如德国的1马克在其平边上镌刻有羽状勾纹和叶状点勾纹；罗马尼亚的1列伊币边部镌刻有对称的两颗五角星、两侧有两条蛇形纹饰。
国名：这种边铭的铭文是该币发行国的国名。如希腊20德拉马克币在其平边上镌刻有希腊文国名“希腊共和国”字样。
国名和边饰：这是一种边饰和边铭结合起来的形式。如我国自1993年起发行的各种1元流通纪念币，在其边部镌刻有正、反二组汉语拼音“ZNONGGUO”和边饰“★★★”。
面值、年号和边饰：这种边铭的铭文是该币的面值。如前苏联1卢布币平边上镌刻有俄文面值、年号和边饰“★”；蒙古革命50周年流通纪念币1图格里克币，在其平边上镌刻有纪念的起止年号、蒙文“1图格里克”和边饰“★”。
国名（地区名）、面值和边饰：这种边饰的铭文包括该币发行的国名（地区名）、面值和边饰。如现行流通的500日圆平边上镌刻有英文“NIPPON”、面值“500”和菱形边饰；香港5圆币边部上下安全边为连续丝齿，凹槽内镌刻有中英文“香港伍圆”和“HONGKONG  FIVEDOLLARS”。
发行国银行名：这种边饰的铭文是该币国家的货币发行银行名。如我国2000年铸造发行的第五套人民币1元硬币其边部镌刻的“ ”就是人民币汉语拼音的缩写。 其他如斯里兰卡5卢比币在边部连续细丝齿上镌刻有英文、僧伽罗文、泰米尔文三种文字缩写的“斯里兰卡中央银行”字样；赞比亚1克瓦希币在边部连续细丝齿上镌刻有英文“BANK OF ZAMBIA”。这两种流通硬币又可称为连续丝齿滚字币。
吉语、箴言：这种边饰的铭文是该国流行的吉语，或著名的箴言。如德国2马克币在平边上镌刻有德文“团结与统一与和睦”字样；法国10法郎币在平边上镌刻有法文“自由平等博爱”字样。

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10．隐形雕刻
进入二十世纪90年代，将隐形雕刻工艺技术用于制造金属硬币的国家应首推新加坡造币厂和西班牙造币厂。所谓隐形雕刻就是运用计算机编程将两个不同的图案处理后分别表现在硬币（章）的同一部位，是在金属表面进行双重图案雕刻的工艺技术，它通过特殊的加工手段将两种不同的图案结合在一个图形中产生两种不同的视觉效果，这两种图案根据光线角度或观察点的不同而交替出现，即当光线照到某一角度时能看到一种图案，而当光线照到与前一光线相对的角度时，则看到另一种图案；或从图形的一个侧面向另一个侧面看是一种图案，反之则看到另一种图案，但无论何种方向的光线或观察点隐形雕刻所能看到的只有一种图案，另一种图案则由于光线或观察点的原因而被隐藏，因此这种雕刻技术被俗称为隐形雕刻技术。
隐形雕刻技术具有一定的加工难度，并且需要具备较精密的加工设备，运用在制造金属硬币上可以提高其防伪水平。隐形雕刻的原理是在一个锯齿形的两个侧面，分别雕刻两种图案，从而产生隐形的视觉效果。即如果第一种图案雕刻在锯齿形左侧面，而第二种图案则雕刻在右侧面，这样当光线或观察点是从锯齿形的左向右时，我们能看到的仅是第一种图案，反之从右向左时，我们也仅能看到第二种图案。         
新加坡造币厂在1995年发行的“猪年”生肖1OZ金币上采用了隐形雕刻图案，从不同的角度观看，可以分别看到“1995”和一只生肖猪。我国首次运用这种工艺技术是在1997年铸造发行的第一组“澳门回归祖国”的金银纪念币上。目前，世界上已有国家将此隐形雕刻技术正式应用到流通硬币上，如日本2000年8月推出的新版500日圆，就成功地应用了隐形雕刻技术。

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11．激光全息（幻彩或光学可变技术即OVD）
激光全息是通过衍射物理学基础发展的一项技术，是一项独特的、高技术含量的制作工艺，它有两种方法制作。一是将激光全息工艺单独生产带有激光图案的全息薄片，然后再采用移印技术复制在硬币上，目前大多数国家都采用此种方法生产全息纪念币。另一种方法是采用高解析率的点矩全息技术，直接地在硬币上应用激光全息技术，使得硬币上的激光全息图案面显示出红、绿、蓝、黄等各种色调。
12．激光雕刻
激光雕刻技术是一项国际上领先的技术，应用领域和使用用途非常广泛；激光雕刻设备的发展也非常迅速，功能也越来越齐全，可以说激光雕刻技术代表了一种发展的趋势和方向。激光雕刻制作背景图案的原理是：将背景图案的素描稿扫描进入计算机，在计算机中调整好图案的黑白灰层次，然后由计算机将图案的指令发送给激光雕刻机，激光雕刻机则根据图案的黑白灰度来控制激光束的疏密、深浅，把图案转移到造币模具上。激光雕刻背景图案的特点是：它不像浮雕那样有一定的高度，而是在几乎同一平面上来表现画面，就像是在纸上画素描，完全由黑白灰度来表现图案的体积感和立体感。
13．缩微雕刻
所谓缩微图纹技术，就是利用计算机辅助设计制作微缩文字、字母或图案，使用激光雕刻机在模具上进行刻写，通过制模和压印工序，使这些微缩图纹转移到硬币产品上，以达到提高产品防伪性能的目的。
对于通过计算机辅助设计软件生成的文字、字母和图案，利用激光雕刻机在1.0mm×1.0mm范围内在造币模具上刻写，在10倍以上放大镜下观察，笔画清晰完整，无扭曲变形，最小线宽只有0.04mm，微缩图案深度由激光雕刻机的雕刻参数和重复雕刻次数确定。

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14．彩色
彩色金银纪念币（章）的兴起是在九十年代中期。由于其打破了传统金属铸币的单一色泽，使得金银纪念币（章）显得色彩斑斓、鲜艳夺目。故一推出就受到了集币爱好者的欢迎。我国的虎年生肖纪念币上首次采用了彩色币制作工艺技术，接着又在以后的生肖纪念币、“吉庆有余”、“簪花仕女图”等题材的金银纪念币上（章）应用了这一工艺技术。
15．古色作旧
利用化学（或物理）方法，对新铸造的硬币进行作旧处理，从而使硬币显得古朴典雅，增加了金属硬币的艺术魅力。
16．套合
即把大、小二枚币组合成一个主题内容的金属硬币，一般大币为环状。当它们分离时即成为大、小二枚币，合在一起时即成为一枚币。这是近二年才出现的一种铸币技术。
17．叠合
这是一种把正背面同一图案设计成完全凸、凹浮雕的硬币，即硬币的正面为阳纹浮雕，硬币的背面为阴纹浮雕，两枚硬币正、背浮雕可以做到完全叠合。这也是近二年才出现的一种铸币技术。

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18．坯饼的深度腐蚀
当今国际上对银质坯饼的表面处理方法分为机械抛光、化学抛光，化学抛光也就是表面深腐蚀处理。利用化学腐蚀处理的方法，对银坯饼表面进行深腐蚀处理的一种新工艺，整个反应过程分为浸蚀，抛光（整平）和过腐蚀三个阶段。其主要化学反应：Ag+2HNO3       AgNO3+2H2O+NO2
银坯饼在抛光过程的浸蚀阶段，金属处于活化状态，金属表面上不同部位的电化学和物理化学性质的不同导致了金属表面的不均匀溶解，产生了腐蚀的表面。随着抛光过程的进行，金属表面逐渐由活化状态转变为钝化状态，出现了“障碍膜”。由于“障碍膜”的厚度不同，凸出部位相对凹入部位的高度活性，以及凸出部位“障碍膜”的不完整和多孔性导致了凸出部位的优先溶解，此时金属表面逐渐被抛光整平。随着抛光时间的增长，金属表面的钝化状态被打破，产生过腐蚀阶段。根据有关资料，表面深腐蚀处理工艺不仅对银坯饼，也可对金、NBS、铜、铝等材质的坯饼进行处理。
19．精制币表面保护工艺
金属硬币防变色问题一直是造币厂家共同面临的课题。特别是表面要求极高的精制币表面保护，更是人们关注的重点。据有关资料介绍，澳大利亚造币厂采用在精制币表面喷涂氮－赛璐珞以防其变色，而日本造币厂采用UV激光在精制币表面烧灼钛金属涂层给予保护。但前者环境污染较大，后者设备多且操作要求高，难以适应批量生产的需要。
我国自行研制开发的精制币表面保护工艺，可应用于金、银、铜、铝、钢芯镀镍精制币的表面保护，以防止或减缓精制币表面氧化变色、点腐蚀等现象。其主要技术原理是依据各基体金属的性质差异分别采用电解钝化、浸渍抗变色剂或阴极电泳的方式在金属基体表面形成多层组合膜，从而防止了外界腐蚀介质接触膜下的金属基体，避免腐蚀。精制币表面保护工艺采用了先进的阴极电泳光固化技术，特别是该工艺的稳定性良好，可严格保持产品外观效果的一致性。同时由于在实施保护工艺时考虑了金属基体本身的差异而采用了不同的方法，可保持各类精制币原有的金属光泽和浮雕的喷砂凝霜效果。