Бікольорова заготовка для монет і жетонів

Реферат: Винахід належить до галузі кольорової металургії, а саме до складу бікольорової заготовки для монет і жетонів зі сплавів однієї системи, яка включає одну частину білого кольору з нейзильберу, другу частину з легованої латуні і ці сплави належать до однієї системи Cu-Zn-Ni, при цьому сплав жовтого кольору містить алюміній і має склад, % мас: Zn-17-28, Ni-1,8-2,1, Al0,5-1,5, Сu - решта і різниця питомої електропровідності частин жовтого та білого кольору складає 12-15 % IACS. Винахід забезпечує високу корозійну стійкість в зоні контакту частин заготовки, зниження вмісту цинку та зменшення електропровідності між частинами заготовки, що відповідно підвищує стабільність ідентифікації монет, виготовлених з цієї заготовки в автоматах. UA 100475 C2 (12) UA 100475 C2 UA 100475 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Пропонований винахід належить до галузі кольорової металургії, а саме монетного виробництва та обігу монет, зокрема до матеріалів, що використовуються для виробництва заготовок монет та жетонів з високою корозійною стійкістю та заданим рівнем питомої електропровідності, що забезпечує можливість їх застосування в автоматах. Відомі двокольорові заготовки («бікольор»), які складаються з центрального диска та зовнішнього кільця різних кольорів. Така конструкція потенційно має вищий рівень захисту завдяки наявності в одній монеті двох різних матеріалів, тому такі конструкції використовуються в багатьох державах світу. Як монетні сплави жовтого кольору застосовують в багатьох випадках алюмінієву бронзу CuA16Ni2, також різноманітні подвійні або потрійні латуні. Як сплави білого кольору - сталь або сплави міді з нікелем, - частіше всього мельхіор (17 або 25 мас. % нікелю) (Шуміхін В.С., Плітченко В.В., Сплави для монет високих номіналів// Металознавство та обробка металів. 2004, № 1 - С. 51-57). Основними вимогами до них є: яскравий колір, висока здатність до деформування при карбуванні, корозійна стійкість в атмосфері та в деяких середовищах (атмосфера морської води, піт людини, слина). В зв'язку з поширенням торгівлі через автомати висувається вимога, щоб сплави мали відповідний рівень питомої електропровідності (яка звичайно вимірюється відповідно Міжнародному стандарту відпаленої міді в % IACS). Бажано, щоб монетні сплави сусідніх країн мали різну електропровідність, відмінність за хімічним складом, розмірами та вагою. Дуже важливою характеристикою є корозійна стійкість. Наявність продуктів корозії (оксидів, сульфідів) не тільки погіршує зовнішній вигляд, але також суттєво впливає на величину питомої електропровідності. Особливо це стосується до монет типу «бікольор» в зоні контакту двох сплавів, де має місце різниця концентрацій елементів, можливе утворення електрохімічної пари та прискорення корозії. Величина електричного опору в зоні контакту залежить від корозійних процесів. Більшість країн використовують для виготовлення бікольорових монет поєднання мельхіору CuNi25 (білий колір) та нікелевих латуней або алюмінієвої бронзи жовтого кольору [Каталог монет видавництва Краузе: WORLD COINS 2009 Standard Catalog]: Бразилія - CuNi25 + CuZn33Ni5, с.63; Великобританія - CuNi25 + CuZn20Ni4, с. 155; Росія - CuNi25 + CuZn40Mn1, с. 316; Казахстан - CnNi25 + CnZn21Ni5, с. 209; Польша - CnNi25 + CuA16Ni2, с. 297; Канада - CuNi25 + CuA16Ni2, с. 73; Євросоюз - CnNi25 + CuZn20Ni5, с. 139. Відносно висока концентрація дефіцитного нікелю, значення питомої електропровідності складових частин жовтого кольору в області розповсюджених промислових сплавів є негативними ознаками. Найближчим аналогом пропонованого винаходу вибрано двокольорову заготовку для євромонет номіналом 1 та 2 євро з таких сплавів: CuZn20Ni5 + CuNi25. Сплав CuZn20Ni5 (нікелева латунь) використовується для виготовлення частин жовтого кольору, а сплав CuNi25 (мельхіор) для частин білого кольору. (Розпорядження Ради ЄС № 975/98 під 03.05.1998 «Про виготовлення і технічні особливості розмінних євромонет»). Така заготовка має значну частку дефіцитного нікелю. Бікольорова заготовка, що патентується, відрізняється за характеристиками від аналогів, зокрема за хімічним складом частин та за співвідношенням в них концентрацій однакових елементів за умови використання однієї системи Cu-Zn-Ni. Задача винаходу - розробка двокольорової заготовки зі сплавів білого та жовтого кольору на основі однієї системи Cu-Zn-Ni з високою корозійною стійкістю в зоні контакту складових частин монет та економним витрачанням нікелю. Технічним результатом винаходу є підвищення корозійної стійкості заготовки в зоні контакту частин заготовки, зниження різниці вмісту цинку в її різних частинах не більше 10 мас. %, різниці питомої електропровідності цих частин заготовки у інтервалі 12-15 % IACS. Поставлена задача вирішується тим, що відповідно до формули винаходу використовуються сплави білого та жовтого кольору однієї системи Cu-Zn-Ni, при цьому сплав жовтого кольору містить алюміній і має склад, % мас: Zn 17-28 Ni 1,8-2,1 Al 0,5-1,5 1 UA 100475 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Сu решта, і різниця питомої електропровідності частин жовтого та білого кольору складає 12-15 % ІACS. Відомо (Тихонов Б.С. Тяжелые цветные металлы и сплавы. Справочник. Том 1. - М.: ЦНИИЭИцветмет, 1999. - 452 с), що при вмісті цинку в простих латунях Cu-Zn менше 15 мас. % утворюються оксиди міді та цинку у співвідношенні Cu/Zn пропорційно складу сплаву, які створюють крихкий шар. При збільшенні концентрацій цинку понад 15 мас. % на поверхні сплаву утворюється щільна плівка оксидів ZnO, яка захищає поверхню від окиснення. Додаткове введення в латунь нікелю підвищує корозійну стійкість, особливо в хлоридних середовищах. Нікель утворює з міддю твердий розчин та рівномірно розподіляється у сплаві, тому для досягнення помітного ефекту достатньо економного легування латуней у кількості 2 мас. % нікелю. Різниця концентрацій цинку в окремих частинах заготовки не повинна бути більше 10 мас. %, щоб запобігти утворенню гальванічної пари, яка негативно буде впливати на корозійну стійкість в чопі контакту частин та на ідентифікацію монет за параметрами питомої електропровідності частин. Враховуючи інтервал концентрацій цинку в сплавах для забезпечення стійкості до окислення (15 мас. %), величину критичної різниці концентрацій цинку в окремих частинах заготовки (