Способ изготовления сувенирных биметаллических изделий

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению сувенирных биметаллических изделий. Может использоваться для получения сувенирных монет, медалей с эффектом разноцветности. Рельефную часть нижнего пуансона выставляют на 2-3 мм над матрицей пресс-формы, наносят на нее пастообразную смесь порошка на основе меди. Затем опускают нижний пуансон на глубину 15 мм с образованием рабочей полости, засыпают порошок железа и производят полуавтоматическое прессование. Полученную заготовку спекают в защитном газе, после чего осуществляют чеканку и финишную отделку. Обеспечивается возможность изготовления биметаллических изделий полуавтоматическим прессованием. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Данное изобретение относится к способу изготовления биметаллических объектов, например жетонов, медальонов или памятных монет из металлических порошков.

Один из способов изготовления монет защищен заявкой ЕПВ №0312436, кл. А44С 21/00, 1989 [1]. Способ обеспечивает соединение двух элементов монеты, одной в форме диска, другой в форме кольца, внутренний диаметр которого соответствует диаметру диска. Для надежного скрепления двух элементов монеты в единое целое предварительно на торцевую поверхности диска по всему контуру наносится кольцевой паз. На операции спаривания диска и кольца под действием прессовочных штемпелей (пуансонов) происходит затекание материала кольца в кольцевой паз диска. Материалы, из которых изготавливаются диск и кольцо монеты, могут различаться по цвету, твердости, износостойкости и другим эксплуатационным показателям.

Недостатком способа является низкая надежность соединения элементов монеты, что со временем приводит к вращению наружного элемента - кольца относительно внутреннего диска.

Для устранения указанного недостатка предлагается способ изготовления монет по патенту РФ 2125824, заявл. 19.08.1993 [2], включающий изготовление заготовок деталей в форме диска и кольца из разных материалов, отличающийся тем, что для надежности соединения деталей монеты изготавливают дополнительно второе кольцо с нанесением наклонных пазов на торцевую поверхность спаренного диска.

Введение новых операций усложняет технологию изготовления монет, увеличивает трудоёмкость и себестоимость изделий.

Известен способ изготовления спеченных изделий типа монет, а именно медалей из смеси металлических порошков меди и олова, а также из железного порошка, включающий прессование смеси порошков, спекание, калибрование, и нанесение защитного покрытия [3]. Способ отличается высокой экономичностью благодаря использованию метода порошковой металлургии, но он не обеспечивает возможность получения биметаллических монет с разнородными металлами (цветными и черными)

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является способ изготовления биметаллических изделий из металлических порошков, например жетонов, медальонов или памятных монет, включающий прессование металлического порошка, который будет образовывать рельефное изображение, прессование порошка, который послужит базой для биметаллического изделия; спекание композитной заготовки при низкой температуре и чеканку для образования двухслойного изображения. Кроме того, полученная заготовка подвергается финишной отделке [4].

Недостатком известного способа, несмотря на него привлекательность, является сложность выполнения в полуавтоматическом режиме.

Изобретательской задачей являлась разработка экономичного способа изготовления из металлических порошков биметаллических плоских изделий различного назначения: монет, медалей, жетонов и т.п.

В настоящем изобретении предложен способ изготовления двухслойного изделия при сочетании различных порошковых материалов путем прессования, спекания и калибрования спеченных заготовок монет, медалей, жетонов с минимальными затратами на порошки цветных металлов. Технология изготовления порошковых заготовок поясняется на рисунках 1А-1Е.

Пресс-инструмент устанавливается на гидравлическом прессе-полуавтомате с номинальным усилием 250 или 400 т.с. (ПД476 или П-479). Нижний пуансон 2 выставляется так, чтобы его рельефная часть выступала над матрицей 1 не менее чем на 2…3 мм. Далее на рельефную часть пуансона (фиг. 1А) наносится пастообразная смесь порошка цветного металла 4, излишек которой снимается эластичным шпателем (фиг. 1Б). Затем нижний пуансон 2 вместе со слоем смеси 4 опускается на глубину 15 мм, образуя рабочую полость для засыпки основного слоя порошковой смеси 5 из железного порошка (фиг. 1В). После заполнения смеси 5 до среза матрицы 1 производится полуавтоматическое прессование порошков 4,5 верхним пуансоном 6 (фиг. 1Г).

Спрессованная заготовка выталкивается нижним пуансоном 2 из рабочей полости матрицы 1, а затем спекается в среде диссоциированного аммиака в течении 2-х часов при температуре 900°С.

Спеченные заготовки подвергаются калиброванию путем чеканки рабочими пуансонами с рельефным изображением на торцах (Фиг. 1Д) Полученный таким образом продукт 4,5 (фиг Е) в дальнейшем подвергается оксидированию перегретым (600-650°С) паром с охлаждением в масле до образования тёмно-синего цвета основы. Полученные заготовки полируют до образования блеска основы изделия с темным цветом и слоем из цветного металла белого (медь - 70%, никель 30%), желтого (бронза) и красноватого цвета (медь - 93%, никель - 7%). При изготовлении биметаллических изделий таким способом возможны другие сочетания цветов. На Ленинградском заводе «Инструмент» (ныне ЗАО «Завод «Композит») разработана технология и выпущены образцы биметаллических изделий 18 наименований (6 - шедевры Эрмитажа и 12 шт. - знаки Зодиака). Образцы изделий показаны на фотографии. В настоящее время производится подготовка оборудования и пресс-инструмента для серийного выпуска сувенирных биметаллических изделий.

Список использованной литературы.

1) Заявка на изобретение ЕПВ №0312436, кл. А44С 21/00, 1989.

2) Патент РФ 2125824, заявл. 19.08.1993.

3) Патент США №724080, заявлен 26.10.1977, опубл. 25.03.1980, СССР.

4) Патент США №3937618, 10.02.1976

1. Способ изготовления сувенирного биметаллического изделия типа монет, имеющего основание и рельефную часть, включающий прессование металлических порошков в матрице с верхним и имеющим рельефную часть нижним пуансоном, спекание в защитном газе, чеканку и финишную отделку, отличающийся тем, что при прессовании рельефную часть нижнего пуансона выставляют на 2-3 мм над матрицей и наносят на нее пастообразную смесь порошка на основе меди, после чего опускают нижний пуансон на глубину 15 мм с образованием рабочей полости, засыпают порошок железа и производят полуавтоматическое прессование.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для придания разноцветности биметаллическое изделие подвергают нагреву в перегретом паре и последующему охлаждению в масле.