造币模具制作简说

1、造币模具制作简说造币模具制作简说作者：章军金属钱币的铸造已有数千 年的历史，在东西方钱币铸造工艺的发展有两个不同的轨迹， 在中国早期的钱币均采用的是“铸造法”，即把熔融的金属通 过浇注进钱范里凝固成型的方法获取钱币；而在西方，早期 的钱币一般都是通过人工 “打制法”来获取钱币，后来发展为机器压制法，中国从清朝 晚期从西方引进了机器压制工艺铸造钱币，从而结束了沿袭 数千年的“铸造法”铸造钱币的工艺。 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，以至当代世界钱币，形制

2、丰富多彩，品种琳 琅满目。但是，形制再多样的钱币，其铸造工艺的基本路线 是不变的。 要生产出美观漂亮、工艺精湛，充满艺术魅力的金属硬币、 纪念币 （章 ），必须要有合格的压印模具。因此，模具的制作 是造币生产上极为重要的组成部份。造币模具制造包括原模 制作，印模 （亦称工作模 ） 制作。一、原模制作 原模制作在制模工艺上是指直雕模、阴纹模和二原模。 直雕模 是直接用专用雕刻机缩刻而成的凸纹原模。阴纹模 是用直雕模经热处理后翻制而成的凹纹原模。二原模 是用阴纹模经热处理后翻制而成的凸纹原模。二原 模是直接用来生产印模（工作模）的原模。图稿设计图稿设计是造币模具制作中的第一道工序，是美术艺术在造

3、币生产中的体现。要在方寸大小的币面上能够充分反映出艺 术主题，体现出民族风格，这对图稿设计者来讲极为重要。 当图稿设计者接到设计任务后，首先要根据任务的性质和要 求，积极地有目的地收集有关资料，认真进行构思创作，绘 制图稿。一般来讲，钱币图稿的设计，要能够做到： 概括性图稿设计不仅要有较高的艺术水平，而且要求在很小的钱币 幅面上能够突出地表现主题思想，因此需要有高度的概括性。 民族性中国是一个有着悠久历史灿烂文化多民族的国家，中国的文 化艺术在世界的文明史上占有极为重要的地位。因此在钱币 图稿设计中能够充分体现出中华民族优秀的文化艺术风格。 纪念性钱币图案应能够表现我国和当今世界的重大事件，或

4、名胜古 迹，或历史名人，或珍稀的动物植物，这在纪念币（章 ）图稿的设计中尤为重要，从而使钱币具有更大的收藏价值。单一性 钱币的币面直径除了个别的纪念币 （章 ）外一般都不大，在流 通硬币中，至今最大的直径只有 30 毫米（国外有少数钱币 大于此直径） ，要在这小小的方寸之地上表现多主题的内容， 显然是不合适的，这就要求在图稿设计时突出单一主题。 其次，在图稿设计中，除了要充分反映上述的艺术性之外， 还得认真考虑到制模工艺及硬币压印工艺的可行性，以下几 个问题是不能忽视的： 图纹布局分布的均匀性； 图纹面积与空白面积的比例； 图纹最高点的位置； 正、背两面图纹布局的对应关系； 图纹与清边的关系。

5、 一般要求、图纹的布局尽可能做到均匀分布，不要集中在某 一小区域内，图纹最高点的位置应尽可能分布在中心圆范围 内，正背面图纹中较大或较高的部位应尽可能相互错开，避 免形成对应关系，图纹不要离边部太靠近，更不要和边部连 成一个整体。图稿的大小力求统一,圆形的一般以$ 200 300毫米为宜， 其它形状可以类推，为了能正确体观产品效果，必须做到画 面清晰，主题明确，构图合理，必要时，除了正稿外还可以 附有效果图，效果图的大小以钱币的实际尺寸规格为宜。设计图稿经正式审批同意后，即可进行油土型雕塑。雕塑油土型 雕塑油土型是在平整光滑的玻璃板或有机玻璃板上进行的， 是将平面图稿画样转变为具有立体图案的浮

6、雕艺术，是模具 制作中的一个重要工序。油土是雕塑油土型必不可少的材料， 其成份主要是“羊毛脂衍 的生物”或“含乳化剂的脂腊”，对油土的技术要求是： 良好的可塑性； 适宜的软硬度；极低的挥发性； 很小的温差变异性； 对金属很小的粘滞性。 油土型的雕塑一般分为高浮雕和低浮雕两种。低浮雕又称薄 浮雕，它一般用来制作普通硬币和普通纪念币（章）的，因 此它的浮雕高度受到严格控制，因为过高的图纹往往会给压 印工作带来很大的困难。而高浮雕主要用来制作特殊的纪念 币（章）。由于纪念币 （章）的压印工艺与普通硬币有所不同， 前 者是单枚压印，后者是连续压印，故其图纹高度一般不受限 制。而对于普通硬币和普通纪念币

7、（章）来说，为了便于压 印，图纹高度要求尽可能低一些。而对于镜面要求的纪念币 （章）在制作时应该考虑留有一定的研磨余量。制作石膏模型油土型做好后即可翻制石膏模型，制作石膏模型的目的是：用油土型翻制的石膏模型为凹型图纹，有些图纹为了提高艺 术效果，需要在凹型及凸型石膏模型上反复进行修整，因此 需要多次翻制石膏模型。在凹纹石膏模型上要完成车边，刻写文字和雕刻花边等工作。 硬币模具上的文字一般都是在石膏模型上雕刻完成的。据考 证，早期硬币模具曾采用过用锥模将文字打制到阴纹模上的 办法。要利要凹纹石膏模型来电铸铜型，方能在雕刻机上进行缩雕 原模的工作。翻制石膏模型的方法是：将油土浮雕平放，周围用金属薄

8、带 （如铝带 ）围上，高度、直径可根据所需的大小而定，然后在 金属薄带圈内浇注调制好的石膏浆体，待硬化成为阴纹石膏 模型。然后再用同样的方法翻制成阳纹石膏模型。这样经数 次精心翻制后，即可制成供电铸使用的凹纹石膏模型。 电铸铜型 凹纹石膏模型的强度很低，不能直接在雕刻机上缩雕成原模， 必须用电铸的方法，电铸出凸纹的铜型，方能用铜型在雕刻 机上雕制出原模。凹纹石膏模型在电铸铜型前进行干燥处理、防水处理和导电 处理。干燥处理的目的是清除石膏模型中所含的水份，防止石膏模 型在电铸过程中发生变形开裂现象。 防水处理的目的是：由于石膏模型要在电铸溶液中连续电铸 数天，要使石膏模型能经受得住电铸溶液的浸蚀

9、，必须进行 防水处理， 导电处理的目的是使石膏模型上的图纹面获得良好的导电 性能。经过干燥、防水、导电处理后的石膏模型就可以进行电铸铜 型了。电铸铜型是将石膏模型作为阴极，纯铜板作为阳极， 在电铸槽中进行的。对于电铸铜溶液，要求电铸速度快，均铸能力好，电流效率 高，生产成本低，容易操作和控制，常用的电铸铜溶液为酸 性电铸液。电铸完毕后，从溶液中取出石膏模型及电铸件，用清水冲洗 干净，在脱模机上将铜型取下，然后进行修整，使铜型平面 光亮，图纹精细。电铸铜型的制作工艺较为复杂，技术要求高，生产周期长， 但用这种方法制作出来的产品花纹精细，清晰美观，因此以 前一般硬币、纪念币 （章 ）的铜型均用这种

10、方法制作，而对一 般要求不高的纪念章之类的模型则可采用低熔点合金浇铸 成型或采用树脂型的方法来制作。浇铸低熔点合金或树脂型 的最大优点是生产周期短，成本低。以前，电铸铜型一直是造币模型制作的主要手段，但近二十多年来随着工艺技术的进步，树脂型在造币机雕模型制作上 得到了普遍的应用。直雕模（亦称原模）的制作 缩雕直雕模在雕刻机上进行，在缩雕时调整好铜型和钢坯的 平行度，使铜型的基准面与触针垂直，雕刻刀头与钢坯饼平 面垂直，并且将雕刻刀尖调整至钢坯饼平面的回转中心位置、 触针调整至铜型（树脂型）图案面的中心位置。随后调整好 缩刻比，使机器能雕刻出符合要求的直雕模。 直雕模的钢坯可采用高碳钢制作。直雕

11、模通常在卧式雕刻机上进行缩雕，首先将电铸铜型（或 树脂型）作为靠模，把校调平整的靠模及钢坯固定在机器的 夹具上，找出靠模及钢坯的中心点。在进行雕刻前，认真计算出缩刻比，即计算雕刻头位置及靠 模的曲率半径。把计算完成的数据输入雕刻机的控制器内，随后调整好顶针 至靠模中心点与雕刻刀至钢坯中心点进行雕刻。缩雕应一次完成，在整个缩雕过程中不可停机，否则在接头 处易产生接刀印迹。雕刻后的直雕模应没有唱片样明显的螺 旋纹痕迹，图形规整不变形，线条挺括不歪扭。 缩雕后的直雕模经手工修整后即可车制外形和进行热处理 淬火。车制后的直雕模外形如图 -1 所示。 图 -1 直雕模外 形图示热处理后的直雕模要进行清洗

12、，并作回火处理。最后对直雕 模做一次全面细致的检查和整修，以消除各种缺陷，确保符 合技术标准的规定。如果采用数控雕刻机（亦称电脑雕刻机）制作直雕模，其工 艺流程可大大简化。首先将需要雕刻的图稿用软件扫描进计 算机，并用软件对扫描的图稿进行必要的修改，然后将修改 后的图稿文件输出为可进行雕刻的 CAM 文件。 运用计算机编辑软件对 CAM 文件进行编辑，设置好雕刻要 求以及刀具参数，根据雕刻图纹的要求准备好所需要的雕刻 刀具，同时安装好需要雕刻的模坯。随后在计算机编辑软件 中选用雕刻文件，仔细查看模拟雕刻，确认浮雕图案能被清 晰雕刻出来。安装完成雕刻刀具，用刀具找准需要雕刻的模 坯加工面的中心和

13、平面，记录中心坐标和平面高度坐标后即 可进行直雕模的雕刻。翻压阴纹模 直雕模是凸纹模 （亦称阳纹模 ），从图纹形式来讲，它是完全 可以直接用来翻压工作印模投入生产使用的。但是在实际生 产中，除了生产数量较少的纪念币 （章 ）品种外，一般都不用 直雕模直接翻制工作印模，这是因为工作印模在造币大生产 中要求数量较多，如果直接用直雕模来翻压工作印模，一旦 直雕模损坏，就要重新制作直雕模，这样不仅缩刻周期长， 而且每次缩刻后的直雕模要做到完全一样是比较困难的。因 此在实际生产中， 通常是将直雕模翻制成阴纹模 （即凹纹模 ）， 再用阴纹模翻压成二原模，然后用二原模来翻压工作印模。 一旦二原模损坏，可以再

14、用阴纹模再来翻制二原模。 常用的阴纹模钢坯的材料可全用高碳钢，阴纹模钢坯如图 -2 所示。 图 -2 阴纹模钢坯图示 翻压阴纹模的压力机一般采用磨擦式压力机或液压式压力 机。 翻压好的阴纹模即可车制外形和进行热处理淬火，以提高其 硬度。热处理后的阴纹模依据技术条件要求进行模面处理。 制作二原模 阴纹模是凹型图纹的原模，不能用来直接翻压工作印模，必 须要将阴纹模翻制成凸型图纹的二原模才能用来翻压工作 印模； 二原模是用来大批量生产工作印模的原模，通常选用制作二 原模钢材为合金钢材。翻压二原模的工艺与翻压阴纹模的工艺基本相同，但略 有差异。印模是安装在压印机上直接压印金属硬币、纪念币（章 ）的模具，是造币生产中主要的生产工具，印模制作质量的好 坏，直接反映在硬币产品上，因此必须严格控制印模的制作 质量。当前，造币生产中的压印机正朝着高速度、高效率、自动化 和微型计算机控制等方向发展，国外先进的压印机的压印速 度已超过 700 枚分钟以上。因此，提高印模的使用寿命这 对促进造币生产具有较大的经济意义和现实意义。适当的淬透性（4）翻压印模的工艺和设备基本同二原模、阴纹模。 制备好的模坯通过压力机进行翻压，翻压方式一般采 用封闭式压制法一次压成。 对已翻压完毕的印模仔细检查模面图纹的清晰度及表面质 量，剔出不可修复的废模，对可修整的可用手工进行修