Алюминий и другие монетные металлы

Выбор металлов и сплавов для монет

Сложный процесс выбора нового металла или сплава для монет широкого обращения подробно описан в докладе Монетного двора США [1], который был посвящен поиску новых, более дешевых материалов для монеты достоинством в 1 цент.

Факторы выбора монетного сплава

Факторами, которые необходимо рассматривать при проектировании или выборе нового металла для изготовления монет, являются, в том числе [1]:

  • Доступность материала, сейчас и в будущем
  • Стоимость необходимых материалов (таблица 1)
  • Стоимость изготовления
  • Срок службы чеканочных штампов
  • Возможность выполнения электромагнитной подписи
  • Износостойкость
  • Коррозионная стойкость
  • Цвет и его изменение в течение обращения монет
  • Способность к выполнению чеканки (предел текучести и пластичность)
  • Деформационное упрочнение
  • Плотность
  • Влияние на окружающую среду
  • Токсичность
  • Здоровье и безопасность работников по изготовлению монет
  • Способность к повторному использованию (рециклингу)
  • Монеты с покрытием, из плакированного металла или монолитные
  • Защищенность или неэкономичность к выпуску фальшивых монет
  • Совместимость с торговыми автоматами и подобному оборудованию
  • Узнаваемость «наощуп» для незрячих и слабозрячих людей
  • Возможность одновременного обращения текущих и новых монет

Потенциальные металлы для монет

Различные металлы, которые могут рассматриваться, как кандидаты в материалы для изготовления монет представлены в таблице 1 [1]. Из этой таблицы исключены слишком реакционные, слишком редкие и недоступные для обращения металлы. Для сравнения включены традиционные драгоценные металлы, золото и серебро. Несколько дорогостоящих элементов включены потому, что они могут рассматриваться для покрытия или легирования. Несколько непрактичных элементов, такие как уран и вольфрам включены для иллюстрации ограниченного выбора для металлических элементов с высокой плотностью.

Таблица 1 – Металлы и сплавы – потенциальные кандидаты для изготовления монет:
плотность и стоимость (в долларах США за фунт)
(по состоянию на декабрь 2011 года) [1]

5 реальных монетных металлов

Анализ преимуществ и недостатков металлов и сплавов таблицы 1 показывает, что по различным причинам большинство из них не могут рассматриваться ни как металлы для изготовления монет, ни как металлы для нанесения наружного покрытия монет [1]:

  • Магний: слишком сильно корродирует на воздухе
  • Бериллий, титан, ванадий, цирконий: слишком высокая цена
  • Хром: ионы Cr+6 являются канцерогенными
  • Олово: дорого для монолитных монет
  • Марганец: коррозионные проблемы
  • Ниобий, кобальт, никель, висмут: слишком высокая цена
  • Молибден, серебро, золото, вольфрам: слишком высокая цена
  • Свинец: токсичный
  • Уран: радиоактивный.

Поэтому реальными монетными металлами признаны только пять [1]:

  • Алюминий
  • Цинк
  • Железо (сталь)
  • Медь
  • Никель

Эти пять металлов могут составлять около 30 потенциальных комбинаций монетных металлических сплавов [1]:

  • Алюминий и алюминиевые сплавы
  • Алюминизированная сталь
  • Цинк с медным покрытием. Применяется для одноцентовых монет США.
  • Низкоуглеродистая сталь:
    – с многослойным покрытием (никель + медь + никель)
    – с медным покрытием
    – с никелевым покрытием.
  • Нержавеющая сталь:
    – магнитная
    – немагнитная.
  • Цинк:
    – с покрытием из олова
    – с покрытием из меди.
  • Сплавы на основе меди:
    – мельхиор («куперникель») (75 % Cu – 25 % Ni)
    – алюминиевая бронза (Cu – Al)
    – бронза (Cu – Sn)
    – латунь (Cu – Zn))

Чеканочные штампы

Одним из важных критериев для отбора подходящих металлов и сплавов для изготовления монет является уровень усилий чеканочного оборудования, которое требуется для изготовления монет. Уровень этих усилий оценивают по пределу текучести металла и сплава. Уровень требуемых усилий для чеканки монет из различных монетных металлов и сплавов различается в 4-5 раз в следующем порядке убывания:

  • нержавеющая сталь 304
  • нержавеющая сталь 430
  • титан
  • сталь
  • алюминиевая бронза
  • Сu75Ni5Zn20
  • Сu70Ni12Zn18
  • CuNi
  • бронза
  • алюминий

Рисунок 1 – Чеканочные матрицы [2]

Источник:

  1. Alternative Metals – Final Report – 2012 – www.usmint.gov/