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-- 发布时间：2013/1/21 11:32:00
-- 中外硬币的防伪技术与应用
本稿刊载于《钱币》报2013年1月下旬
硬币的防伪技术主要体现在硬币的材质、形状和铸造工艺三方面。随着科学技术的迅猛发展，造币生产过程中应用了许多新的工艺和技术，使世界铸币材质丰富，形状各异。除了传统的平边、丝齿外，还出现了多边形、异性、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、反喷砂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20世纪70年代末开始，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、钢芯镀镍、锌芯镀铜等等包覆材料，不锈钢也应用于制造流通硬币。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，提高了金属硬币的防伪性能。硬币一般采用以下几种防伪措施：
一、多边形和异性币
为了适应机器高速压印金属硬币的要求，传统的机制币主要为圆形，大多数金属硬币的边部都有连续丝齿，少数为平边无丝齿。为丰富金属硬币的形制，提高硬币的防伪难度，又研制开发出非圆形的硬币，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便士硬币、塞浦路斯的50分币就是七边形；伊拉克的1第纳尔币、菲律宾的2比索币为十边形。用于流通的异性币，主要边部形状为波浪形（亦称梅花形），其他用于制造金、银、铜纪念币的异形币有三边形、长方形、环形、扇形、椭圆形、盆形及镶拼式等。
二、圆形中间打孔币
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方法制造流通硬币的国家不多，主要有日本的5日元币、黎巴嫩的1皮阿斯特币、丹麦的25欧尔币和5克朗币。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，我国造币厂采用压印后再冲孔的工艺技术仿制古代的方孔钱，制造出“大唐镇库”等圆形方孔金银纪念币，以满足钱币爱好者的收藏需要。
三、间断丝齿币
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金币是对连续丝齿形制的发展，提高了流通硬币的技术含量。我国上个世纪90年代初推出的5角流通硬币，就是采用的间断丝齿形制。间断丝齿形的种类有两种：一种是凸缘丝齿，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。
四、连续斜丝齿币
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。由于有了这个角度，这就给金属硬币的压印带来了很大难度，增大了硬币的制造难度，提高了硬币的技术含量和防伪水平，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，2000年8月发行的新版500日元流通硬币就采用了这种边部连续斜丝齿的工艺技术。
五、双金属、三金属镶嵌币
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。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，一发行就取得了成功，在世界造币行业引起很大的反响。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，并在金银纪念币上得到了广泛应用。如今，在双金属镶嵌的基础上，有些国家研制开发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方面，根据钱币的设计需要，在银质纪念币上的某部位上镶嵌上部分金箔，以提高纪念币的品位。
六、边部滚字、边部凹槽滚字币
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）。由于硬币边部滚字的工艺技术较为复杂，给制造假币者增加了技术难度。如第五套人民币1元硬币就采用了边部滚子技术，提高了1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，20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，是指在金属币外边的中心部位切割出一条凹槽，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，或镌刻上图纹和边饰，或镌刻上边铭文字。这些边饰、边铭的应用，大大增加了制作假币的难度。
七、隐形雕刻、激光全息币
进入20世纪90年代，一些国家开始将隐形雕刻工艺技术用于制造金属硬币。运用计算机编程将两个不同图案处理后分别表现在同一部位的两个侧面，造成从某一个角度能看到A图案，而换一个角度可以看到B图案的双重图像雕刻工艺，可以使同一凸纹图案中产生两种不同图像的视觉效果。隐形雕刻需要具备较精密的加工设备，应用在制造金属硬币上可以提高其防伪水平。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，已有国家将此隐形雕刻技术正式应用到流通硬币上，如英国皇家造币厂铸造的2英镑和日本2000年8月推出的新版500日元硬币。
激光全息技术在硬币铸造上的应用国外造币厂也有成功的例子，如英国皇家造币厂铸造的用于装帧币的2英镑，就应用了这种工艺技术。
八、彩色币
彩色金银纪念币的兴起是在20世纪90年代中期。由于其打破了传统金属铸币的单一色泽，使得金银纪念币显得色彩斑斓、鲜艳夺目。我国的虎年生肖纪念币上就首次采用了彩色币制作工艺技术。
九、反喷砂
为了突出硬币图案的浮雕效果，往往在硬币图案浮雕部位进行浮雕喷砂工艺处理（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处理。这样一反过来处理后，就得到了另一种艺术效果。
十、微粒细点和秘密暗记
微粒细点和秘密暗记技术的应用，是一种较为有效的金属硬币防伪技术。所谓的微粒细点，就是在很小的范围内，利用精细的造币工艺技术镌刻上许多很细小的浮雕粒子，使金属假币的制造者利用一般技术难以仿制。日本新版500日元硬币上就成功地运用了这一技术，它在1平方毫米的范围内镌刻了10个浮雕细粒，而在整个硬币表面，到处都镌刻了“NIPPON”的秘密暗记，这些秘密暗记肉眼是看不出来的，只有在高倍显微镜下细细观察才能发现。
十一、微缩文字
微缩文字防伪技术就是在硬币上采用特种加工方法雕刻的，用肉眼只能看清轮廓，需借用放大镜才能看清的微小文字的防伪技术。我国在2002年开始发行的世界文化遗产系列和2003年开始发行的宝岛台湾系列普通纪念币上就成功应用了微缩文字防伪技术，2006年开始发行的第29届奥林匹克运动会普通纪念币上也应用了该项技术。
十二、多层次喷砂
多层次喷砂即采用不同目数的喷砂效果，在同一造型主体上体现，形成互相对比。这样层次不但比较丰富，而且细腻。我国于2000年发行的敦煌藏经洞发现100周年纪念银币上（正面图案）就首次应用了这一技术。
十三、全齿间隔半齿
全齿间隔半齿技术，即在硬币边部两全丝齿之间，间隔着半齿。虽然该项技术处于国际领先水平，但我国已研发成功，并应用在2006年发行的第29届奥林匹克运动会普通纪念币上，大大地提高了硬币的防伪能力。
为提高硬币技术含量和防伪性能，还有许多课题需要研究探讨，比如如何将硬币的电导性能和磁感应性能控制在一个狭小的范围内；如何使纳米技术或稀土元素在造币材料上得到应用，使假币制造者无法掌握和模仿等等。
-- 发布时间：2013/1/23 12:39:00
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硬币的制造过程介绍
整个硬币的制造过程可以归纳为三个基本内容：选材和坯饼处理、设计制模、压印。
选材和坯饼处理
(一)选择材质
制造硬币可以采用不同的金属材质，比较常见且相对价格低廉的金属被用来铸造低面额硬币，而稀有金属如黄金、白银、铂则被用来铸造具有投资和收藏价值的纪念币。
好的铸币材质要求具有一定的物理特性，例如金属质地要软而易于加工成形，同时还要有相当的硬度以便能够经受流通过程中的磨损。由于兼具上述特性的金属极少，因此铸币材质通常是两种或多种金属熔为一体的合金。在美国和其他许多国家，常见使用的金属有铜、锌、镍、铁、铝等，其中铜无论本身还是构成合金都是一种非常理想的铸币材质。金银通常与其他金属合金来提高硬度，铜就是首选材料。平常所说的“纯”普制金银币其实都含有微量的其他金属成分，当然，其价值还主要是按币中贵金属的含量来估算。制造合金的具体过程是：(1)将所选择的金属放在熔炉中熔成液态合金，浇入铸锭（槽）冷却或被压制成条片（较厚）；(2)在液压车间对铸锭或较厚的条片进行数次滚压，使之成为厚度符合坯饼要求的条片 ；(3)将条片冲压成半成品的坯饼，并等待进一步加工处理。
(二)坯饼处理
硬币是由坯饼压印而成的，坯饼的好坏直接影响成品的质量，因此坯饼的处理是一个非常关键的环节。从合金条片冲压下来的坯饼很粗糙，表面不光滑且四周有毛边，需要进一步精加工，具体步骤是：(ｌ)将坯饼放入外形类似特制搅拌机的柱状退火炉中，退火炉旋转。高温对坯饼进行软化处理。（2）退火软化后的坯饼被置入稀释的酸或肥皂溶液中进行清洗。（3）用专门的机器设备对坯饼磨边、抛光。经过以上处理后的坯饼就可以直接用来压印硬币了。与此同时，在另外的制模车间，设计制模工作已经开始了。
设计制模
(一)模具及其工作原理
对冶金学不甚了解的人很难想像硬金属还可以像液体一样四处流动，但这是客观事实，回为固体金属可以在压力下发生内部结构移动而变形，就如同在汽车制造厂里把一块（片）钢板变成有着各种曲线形状的汽车外形钢架一样。
使一块金属变成一枚有图案的硬币需要借助模具，而且是正面、背面两个模子，因为物理学上力的作用是相互的，即力量相等、方向相反，任何人不可能把金属坯饼置于空中来铸造硬币。实际操作的方法是，把其中的一个模子固定并将坯饼放在上面，用另一个可上下移动的模子来冲压，这样就使坯饼的两个面在相互力的作用下同时压印上图案。 模子一般由特种钢制成，其表面刻有图案且质地坚硬，可以在铸造过程中使硬币表面呈现镜面效果。原先的模子是手工制成的，雕刻师用特制工具在模子表面艰难地刻划出文字、数字及各种图案。随着技术的进步，现在制模普遍采用了雕刻机、电镀、电脑辅助设计等设备和工艺来代替手工，效率和精确度都有了很大的提高。
由于硬币表面是浮雕镜面效果，因此工作模表面图案的每一部分都是凹进去的，即所说的“阴模”。为了便于理解，在此举例说明，将一片铝箔覆在一枚硬币上，用擦子反复刮压，然后取下铝箔，会发现铝箔与硬币接触的那一面出现了凹进去的图案，这是因为硬币表面的图案是凸出来的。同样道理，如果硬币表面的图案是凹进去的，则工作模表面图案相应是凸出来的。
(二)图案从平面到立体的制模过程
图案设计工作开始于艺术家的平面画稿，而使平面图案变成硬币上精美逼真的立体浮雕则需要一个复杂的工艺过程：(1)雕刻师用油土将画稿上的平面图案通过三维立体表现出来，然后翻成石膏模或树脂模 ；(2)将石膏模或树脂模放入电解液中，经过电镀制成图案凸出的铜质模坯，也称铜型或母模 ；(3)通过雕刻机上触针和雕刻刀的同步划动而把母模上的立体图案按既定的比例缩刻复制到另一个金属模坯上，这就形成了原模，也称子模，其表面的浮雕效果与实际硬币的完全相同 ；(4)把原模淬火增加硬度后，在大吨位液压机上对另外的模坯进行反复冲压，形成图案下凹、具有镜面效果的工作模，然后再将工作模淬火提高硬度，以备压印时用。
一个原模可以反复使用、冲压翻制成很多图案完全一样的工作模，这就是为什么有些图案不变的流通硬币可以常年生产而不间断的原因。应当说，新的制模工艺不仅更加规范，而且效率有了很大的提高，它使得原来熟练的雕刻师需要花费一整天才能做完的工作在几个小时内就可以完成。
压印硬币
以前的工作模可能只能压印几百枚硬币，而现在的工作模能够压印上百万枚硬币。现代的铸币机器是一种精确而高效的设备系统，集压印和自动传送为一体，它以极快的速度连续把坯饼准确地放到压印位置并且冲压可以瞬间完成，因此每分钟有多达几百枚的硬币喷涌而出。
在早期人们通过手工锤击方法铸币的时候，曾采用了金属垫圈技术，这一技术现在仍被利用，即在金属板上开凿一个与硬币直径相同的圆孔，将坯饼放入孔中，以防止在冲压过程中坯饼由于受压而延展变形。有齿边的硬币要求金属垫圈内侧四周要设计成齿状，机器冲压时，坯饼四周的齿状和正背面图案同时压印出来，成为有齿边的硬币；周边有字的硬币则要使用四周刻字的工作模和分割开的金属垫圈，然后通过液压机将文字压印上去。
现代铸币压印机充分将机械力学原理应用到实践中，常见的冲压机就是采用“曲杆动力”驱使冲压头上下移动（如同手指关节弯曲、伸直）来完成印压。利用原模通过冲压制成工作模需要几百吨的压力，压印硬币的吨位虽然小一些，但也需要相当大的压力，如一枚镍币需要30吨／平方英寸的压力，而一枚银币则需要150吨／平方英寸的压力，其他材质的硬币也基本在这个范围内。
就是通过上述的机械过程，坯饼被压印成可流通的硬币。