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硬幣的制造過程可以分為三個基本步驟:選材和坯餅處理、設計制模、壓印。首先,選擇材質。制造硬幣可以使用不同的金屬材質,銅、鋅、鎳、鐵、鋁等較為常見且價格相對便宜,用來鑄造低面額硬幣。而黃金、白銀、鉑等稀有金屬則被用于具有投資和收藏價值的紀念幣。這些材質需要具備一定的物理特性,如軟而易于加工成形,同時要有一定的硬度。通常,鑄幣材質是兩種或多種金屬熔為一體的合金。在美國和其他國家,銅是理想的鑄幣材質,而金銀通常與其他金屬合金來提高硬度,銅是首選材料。制造合金的具體過程包括將金屬熔成液態,澆入鑄錠或壓制成條片,然后在液壓車間進行數次滾壓,最終制成符合要求的條片,再沖壓成坯餅。接著是坯餅處理。硬幣是由坯餅壓印而成的,坯餅的好壞直接影響成品的質量。從合金條片沖壓下來的坯餅非常粗糙,表面不光滑且四周有毛邊,需要進一步精加工。具體步驟包括將坯餅放入退火爐中進行軟化處理,然后清洗并用專門的機器設備磨邊、拋光。同時,在制模車間,設計制模工作已經開始了。設計制模包括模具及其工作原理。使一塊金屬變成一枚有圖案的硬幣需要借助模具。模具一般由特種鋼制成,其表面刻有圖案且質地堅硬,可以在鑄造過程中使硬幣表面呈現鏡面效果。圖案從平面到立體的制模過程包括將畫稿通過三維立體表現出來,翻成石膏?;驑渲?,然后通過電鍍制成圖案凸出的銅質模坯,再通過雕刻機上觸針和雕刻刀的同步劃動而把立體圖案按比例縮刻復制到另一個金屬模坯上,形成原模。最后,把原模淬火增加硬度,在大噸位液壓機上對模坯進行反復沖壓,形成圖案下凹、具有鏡面效果的工作模,然后再將工作模淬火提高硬度,以備壓印時用。最后是壓印硬幣?,F代的鑄幣機器是一種精確而高效的設備系統,集壓印和自動傳送為一體,以極快的速度連續把坯餅準確地放到壓印位置并完成沖壓,每分鐘有多達幾百枚硬幣噴涌而出。早期人們通過手工錘擊方法鑄幣時,曾采用金屬墊圈技術,這一技術現在仍被利用,即在金屬板上開鑿一個與硬幣直徑相同的圓孔,將坯餅放入孔中,以防止在沖壓過程中坯餅變形。有齒邊的硬幣要求金屬墊圈內側四周設計成齒狀,機器沖壓時,坯餅四周的齒狀和正背面圖案同時壓印出來,成為有齒邊的硬幣;周邊有字的硬幣則要使用四周刻字的工作模和分割開的金屬墊圈,然后通過液壓機將文字壓印上去?,F代鑄幣壓印機充分將機械力學原理應用到實踐中,常見的沖壓機就是采用“曲桿動力”驅使沖壓頭上下移動來完成印壓。利用原模通過沖壓制成工作模需要幾百噸的壓力,壓印硬幣的噸位雖然小一些,但也需要相當大的壓力,如一枚鎳幣需要30噸/平方英寸的壓力,而一枚銀幣則需要150噸/平方英寸的壓力,其他材質的硬幣也基本在這個范圍內。通過上述的機械過程,坯餅被壓印成可流通的硬幣。