Presentedby
Dr–Ing.In-DalKimPoongsan公司
1. 目的
1.1 比较造币材料的物理性能，如成形能力(coinability)
1.2 为挑选造币材料提供材料特点
2. 测试范围
2.1 测量目标
2.1.1 物理和化学性能
电导率（ElectricalConductivity）
韦氏硬度（VickersHardness）
磁矩（MagneticMoment）
耐磨和耐腐蚀性能（Wear&CorrosionProperties）
2.1.2 成形能力
浮雕（Relief）
表面微粒构成（Formationofsurfaceparticle）
2.2 测试
16种不同的造币材料，包括
两种单一材料（铝，钛）七种铜合金两种不锈钢一种包覆材料四种电镀金属
2.3 测试所用坯饼规格
表格1.测试材料
样品号 材料 直径(mm) 厚度(mm) 制造商 1 Al 24.72 1.81 P 2 Ti 24.73 1.52 " 3 CuZn35 24.71 1.56 " 4 CuNi16 24.72 1.55 B 5 CuNi25 24.70 1.56 P 6 CuNi5Zn20 24.73 1.56 " 7 CuNi12Zn18 24.71 1.55 " 8 CuAl6Ni2 24.70 1.55 " 9 Cu89Zn5Al5Sn1 24.72 1.56 " 10 STS430 24.70 1.49 " 11 STS304 24.77 1.52 " 12 Clad(CN/Ni/CN) 24.72 2.08 " 13 NPS-C(Multi) 24.99 1.56 R 14 CPS-B 24.71 1.55 B 15 NPS-B 24.72 1.54 " 16 CPZ-U 24.71 1.32 J
3. 结果
3.1 电导率和硬度
图1.16种不同材料的电导率和硬度
3.2 电导率(%IACS)
图2.测得电导率
铜合金 :5~27%IACS.
铝 :60%IACS
STS430和电镀材料 :无（磁性）
包覆材料的电导率随着频率变化而变化，在测量值时需要考虑这些因素。
0%IACS :无数据
3.3 韦氏硬度（Hv30kg）
铜合金和铝 :54~79
电镀碳钢 :79~100
STS430、304和钛 :152~161
压印硬币所需的适当硬度值在40~90Hv之间，测试结果显示铜合金材料是最适合压印的。
表2.测量韦氏硬度（装载:30kg）
样品号 材质 硬度(Hv) 制造商 样品号 材质 硬度(Hv) 制造商 1 Al 54.0 P 9 Cu89Zn5Al5Sn1 69.5 P 2 Ti 155.5 " 10 STS430 152.5 " 3 CuZn35 62.5 " 11 STS304 161.5 " 4 CuNi16 84.5 B 12 Clad(CN/Ni/CN) 78.0 " 5 CuNi25 79.5 P 13 NPS-C(Multi) 79.5 R 6 CuNi5Zn20 55.5 " 14 CPS-B 92.5 B 7 CuNi12Zn18 78.5 " 15 NPS-B 100.0 " 8 CuAl6Ni2 70.0 " 16 CPZ-U 69.0 J 3.4 磁矩(10-6V.s.cm)
铜合金、钛和铝 : 1↓
镍包铜镍和STS304 : 3.55~4.20
镍包钢和铜包钢、STS430 : 113~135
电镀材料和430不锈钢导磁率高（表3）
表3.磁矩测量
样品号 合金 磁矩(10-6V.s.cm) 样品号 合金 磁矩(10-6V.s.cm) 1 Al - 9 Cu89Zn5Al5Sn1 0.051 2 Ti 0.014 10 STS430 113.307 3 CuZn35 0.021 11 STS304 3.545 4 CuNi16 0.021 12 Clad(CN/Ni/CN) 4.195 5 CuNi25 0.040 13 NPS-C(Multi) 134.071 6 CuNi5Zn20 0.026 14 CPS-B 133.029 7 CuNi12Zn18 0.026 15 NPS-B 135.636 8 CuAl6Ni2 0.042 16 CPZ-U 0.044 3.5 耐腐蚀
a) 测试方法
浸泡人造汗液
喷盐测试
b) 铝、铜镍、铝铜、不锈钢、钛和镍包钢具有优秀的抗腐蚀力
3.6 耐磨
a) 测试方法
将坯饼和抛光陶瓷装入滚筒
测试10到100小时后（10小时一次），测量材料重量损失
b) 结果
不锈钢表现最佳的耐磨性能，钛和镍紧随其后。
结果显示铝和镀铜的锌材料耐磨性能较差。（图3）
图3.滚筒测试后材料损失的重量
3.7 成形能力，测试于KOMSCO(图4)
3.7.1 测试用模具
模具直径 :24.72mm
滚边宽度 :0.75mm
材料 :K-340
研磨数 :110
研磨深度 :100?
3.7.2 Press:MRV150
固定下模和中圈后，上模向下移动直到印花完成
() KOMSCO:韩国造币和安全印制公司
3.7.3 浮雕情况（图6）
测量表面剖面图后，我们检查了模具和完成后硬币的浮雕情况
图5.16种材料的表面剖面图
不同材料压印后的浮雕剖面图
图6-1.
Al
Incaseofaluminum,particles
wereformedduringminting
Ti
CuZn35
CuNi16
图6-2.
CuNi25
CuNi5Zn20
CuNi12Zn18
CuAl6Ni2
图6-3.
Cu89Zn5Al5Sn1
STS430
STS304
Clad(CN/Ni/CN)
图6-4.
NPS-C
CPS-B
NPS-B
CPZ-U
3.7.5 浮雕深度/压印力
表4.16种材料的压力和深度差别
样品号 材料 压力(kN) 硬度(Hv) 外部直径(mm) 厚度(mm) 中央深度差别(?) 1 Al 460 54.0 24.72 1.81 0.3 2 Ti 980 155.5 24.73 1.52 18.5 3 CuZn35 1000 62.5 24.71 1.56 0.1 4 CuNi16 960 84.5 24.72 1.55 0.1 5 CuNi25 980 79.5 24.7 1.56 0.2 6 CuNi5Zn20 1000 55.5 24.73 1.56 1.8 7 CuNi12Zn18 980 78.5 24.71 1.55 4.3 8 CuAl6Ni2 980 70.0 24.7 1.55 3.6 9 Cu89Zn5Al5Sn1 980 69.5 24.72 1.56 0.2 10 STS430 980 152.5 24.7 1.49 13.6 11 STS304 1010 161.5 24.77 1.52 18.8 12 Clad(CN/Ni/CN) 950 78.0 24.72 2.08 4.1 13 NPS-C 990 79.5 24.99 1.56 2.1 14 CPS-B 970 92.5 24.71 1.55 2.5 15 NPS-B 970 100.0 24.72 1.54 3 16 CPZ-U 990 69.0 24.71 1.32 0.1 图7.压印后的深度差别（中间区域）
Fig8.16种样品的硬度(Hv30)和深度差别(?)
3.7.6 结果
a) 压印铜合金需要约980~1000KN的压力才能得到清晰的浮雕。
b) 由于不锈钢和钛的表面硬度高（150Hv<），其坯饼浮雕高度可以变化
c) 除了铸造力较低，铝还存在表面颗粒问题。可能是耐磨性能较低造成。
4. 结论和备注
4.1. 包覆材料的电导率随着频率变化而变化
4.2. 包覆钢和430不锈钢的导磁率较高
4.3. 不锈钢材料具有最好的耐磨性能，紧接着是钛和镍，铝和镀铜的锌材料耐磨性能较差。
4.4. 高硬度（150Hv<）样品的成形能力差
4.5. 铜镍合金和铝铜材料具有优秀的耐磨、耐腐蚀和电子属性
图4.压印模具图案
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