【機械cax360第433期】隨着移動支付的發展，大多數情況都用手機付款結賬。突然發現很久沒用過硬幣了，有些小面值的硬幣收回不再發行了。今天我們聊聊硬幣的事，硬幣是怎麼造出來的？

01

人類文明長期以來一直使用金屬作爲交換媒介。除了具有持久的性能外，金屬還易於熔化和鑄造。

1817年，德國工程師烏亨設計了首臺肘動式壓牀，次年在杜塞道夫造幣廠裝配使用。

▲肘動式造幣機

由於機器本身容易製作，主體結構鑄造簡單，機件耐用（有些壽命能超過125年），生產速度快（每分鐘可衝打90次），可製作有齒邊、光邊、字邊等設計的各種硬幣，受到廣泛歡迎。

肘動式壓牀有一個大飛輪安裝在機體後側地面，多根接於輪輻上的連桿。機體上有肘節，肘節中有一活動關節與主連桿相接，旋轉時主連桿推動肘節，由於一端固定，滑塊即向下施壓。

製造硬幣的原材料，以美國便士爲例，它是由95％的銅和5％的鋅組成。1982年，這種成分變成了鍍銅鋅，硬幣內部是由鋅合金構成，而外表面用銅電鍍。5美分硬幣是由銅合金組成，75％銅和25％鎳。

一美元硬幣是由三層已經粘合或“包覆”在一起的金屬製成。外層是75％的銅和25％的鎳，而內層是純銅。

金屬合金在熔爐中熔化並倒入矩形模具中。當原料冷卻時，在壓力下將其軋製到合適的厚度。軋製過程導致原料過度硬化，需要進行退火處理。

在這個過程中，一系列加熱和冷卻使原料軟化，並使其達到成型和衝壓所需的強度。將矩形金屬片切成約13英寸（33釐米）寬，1,500英尺（457米）長的條帶，然後捲成一個大卷。

02

當一枚新硬幣投入使用前，首先讓雕塑家製作一套草圖。當一個特定的草圖通過主管部門審覈後，雕刻家會製作一個粘土模型。該模型是實際硬幣大小的三倍到十二倍。

將石膏倒在粘土模型上以形成負面或反面的石膏模型，銘文的字樣反過來雕刻在石膏上。雕塑家多次重複這個過程，直到做成完美的石膏模型。

接下來，將環氧樹脂澆注到石膏模具中來製造耐用的橡膠模具。環氧模具安裝在轉移器上。在轉移雕刻機的一端，觸針跟蹤環氧樹脂模具。

當觸控筆移動時，雕刻機中間的比例條將設計減少到實際的硬幣尺寸。這種減小的尺寸與另一端的硬質合金刀具相通，然後將設計切割成鋼坯。

使用的特殊掃描儀，將母模的圖案數字化爲包含X/Y/Z三軸數據的矢量文件，再用精密數控加工中心雕刻金屬原模。

金屬帶通過沖裁壓力機衝裁出一個個圓形，其尺寸與要鑄造的硬幣相對應。坯料以每分鐘400個衝程的速度切割，剩餘的金屬碎片被切碎並回收用於以後再利用。

圓形坯料經過一次退火處理，然後放入工業清洗機和烘乾機中。在這些過程中使用潤滑劑使圓形坯料被染色和氧化。

然後將圓形坯料放入裝有酸性洗劑的旋轉桶中，圓形坯料在旋轉桶中被拋光，它們會變得光滑。

通過機器逐個篩選出合格的圓形坯料，這個機器上有金屬板，上面裝有與要鑄造的硬幣尺寸相匹配的孔。以這種方式，畸形大小的圓形坯料被淘汰。

合格的圓形坯料由傳送帶送到壓印機上，在那裏印有圖案和銘文。鋼製套環圍繞在一個模具壓力機中，反面的模具裝入壓力機的上面。

數百噸壓力將圓形坯料推入軸環，頂部模具被迫向下進入套環壓入坯料，使圓形坯料的兩側形成印模。

單擊式壓印機通常每分鐘可以印製400個硬幣，壓力負荷高達180噸。

壓印機操作員用放大鏡對每批新硬幣進行抽查。硬幣穿過另一個篩選機器，可對壓印過程中產生的畸形或空白硬幣進行分選。

自動計數機統計出準確數量的硬幣，然後將它們放入大帆布袋中。將袋子縫合，裝到托盤上，然後用叉車搬移到儲存庫。

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