Spezielle Anwendung 

Die Verwendung von Aluminium in Münzen

Einführung

Aluminium, es scheint, Sehr geeignetes Material zur Herstellung von Münzen. Es ist verfügbar, hat moderate Kosten, Leicht, hohe Korrosionsbeständigkeit, hohe elektrische Leitfähigkeit. Aus einem Kilogramm Aluminium könnte die Minze prägen 2,5-3 mal mehr Münzen, als beim Prägen von traditionellem Kupfer, Stahl- oder Zinkmünzen. Das geringere Gewicht der Münzen könnte das Tragen in Brieftaschen und Taschen erleichtern, und auch billiger in großen Mengen zu transportieren. Warum dann, sehen wir nicht den massiven Einsatz von Aluminiummünzen?

Auswahlfaktoren für Münzlegierungen

Der komplexe Prozess der Auswahl eines neuen Metalls oder einer neuen Legierung für Münzen mit großem Umlauf wird in einem Bericht der US Mint beschrieben. [1], das war der Suche nach neuen gewidmet, billigere Materialien für Münzen in Stückelungen 1 Cent.

Faktoren, Dies muss bei der Entwicklung oder Auswahl eines neuen Metalls für die Herstellung von Münzen berücksichtigt werden, sind, einschließlich [1]:

  • Materialverfügbarkeit, jetzt und in der Zukunft
  • Materialkosten
  • Herstellungskosten
  • Lebensdauer der Stanzwerkzeuge
  • Fähigkeit zur elektromagnetischen Signatur
  • Verschleißfestigkeit
  • Korrosionsbeständigkeit
  • Farbe und ihre Veränderung während des Umlaufs von Münzen
  • Fähigkeit zur Münzprägung (Streckgrenze und Plastizität)
  • Kaltverfestigung
  • Dichte
  • Auswirkung auf die Umwelt
  • Toxizität
  • Gesundheit und Sicherheit der Münzhersteller
  • Recyclingfähigkeit (Recycling)
  • Beschichtete Münzen, plattiertes Metall oder monolithisch
  • Sicherheit oder Ineffizienz bei der Ausgabe gefälschter Münzen
  • Kompatibel mit Verkaufsautomaten und ähnlichen Geräten
  • Erkennung "durch Berührung" für blinde und sehbehinderte Menschen
  • Möglichkeit des gleichzeitigen Umlaufs aktueller und neuer Münzen

Aluminium in Münzen

Aluminiumbronzemünzen

Aluminium wird in der Münzprägung häufig als Hauptbestandteil der bekannten Münzkupferlegierung - Aluminiumbronze - verwendet.. Klassische "Bronze" – Es ist eine Kupfer-Zinn-Legierung. Es gibt auch Nickelbronze.

Aluminiumbronze sind Kupfer-Aluminium-Legierungen mit einem Aluminiumgehalt von 5 % zu 11 % und mit kleinen Zusätzen von Mangan und Nickel. Sie sind gelb und haben eine harte Oberfläche. Option Aluminiumbronze, Nordische Kälte, gilt für Münzen 10, 20 und 50 Eurocents. Die Zusammensetzung dieser Legierung: 89 % Mit, 5 % Al, 5 % Zn и 1 % Sn.

Aluminiumbronzen sind ein beliebtes Münzmaterial, da sie eine höhere Korrosionsbeständigkeit haben, als gewöhnliche Bronze, und haben auch eine charakteristische Farbe.

Bild 1 - Münzen 10, 20 und 50 Eurozent aus Aluminiumbronze [2]

"Münz" -Aluminiumlegierungen

Aluminiumlegierung 5052

Eine Reihe von Aluminium-Knetlegierungen "Aluminium-Magnesium" (Al-Mg) gilt als besonders geeignet für die Herstellung von Münzen.. In diesen Legierungen sorgt Magnesium für die Aushärtung von Aluminium aufgrund der Bildung einer festen Lösung darin. Außerdem, Diese Legierungen können beim Prägen aushärten, Dies erhöht die Verschleißfestigkeit des Metalls. Legierungen der Al-Mg-Serie sind nicht hitzegehärtet und erreichen daher eine mittlere Festigkeit. Eine dieser Legierungen, eine Legierung, die als Kandidat für die Herstellung von Aluminiummünzen angesehen wurde 5005, niedriglegiertes Al-0,7% Mg.

Als am besten geeignete Aluminiumlegierung für die Münzprägung gilt 5052 - Aluminium-Magnesium-Legierung mit Chromadditiven (Al-2,5 mg-0,25% Cr). Diese Legierung ist im Schiffbau weit verbreitet und wird in großen Mengen hergestellt.. Es hat eine höhere Verschleißfestigkeit, als Legierungen 1100, 5005 und 3003. Aluminiumlegierung 5052 ist thermisch ungehärtet und muss ausreichend kaltverformt geliefert werden, um Münzen H32 herzustellen, um ein sauberes Schneiden der Rohlinge für Münzen zu gewährleisten. Für die Herstellung von Münzen werden Bleche aus Legierung 5025-H32 mit der Dicke der hergestellten Münze benötigt.

Aluminiumlegierungen 1100 und 3003

Verschiedene Hersteller von Gedenkschildern verwenden Aluminium 1100, Dies ist ein technisch reines Aluminium mit geringer Aushärtung aufgrund von Verunreinigungen, meist, Drüse. Da diese Hardware absichtlich hinzugefügt werden kann, dann kann dieses Aluminium formal als Aluminiumlegierung betrachtet werden. Eine Aluminium-Mangan-Legierung wird auch als eine andere Münzlegierung angesehen. 3003 (Al-Mn) [1]. Beide Legierungen bieten niedrige Kosten und hohe Kaltverformungseigenschaften..

USA 1 Cent Aluminiummünze

Es ist bekannt, dass in den 1970er Jahren die US Mint eine der Aluminiumlegierungen empfohlen hat, anscheinend, 5052-H32, für die Herstellung von Ein-Cent-Münzen, die noch im Umlauf befindliche kupferbeschichtete Stahlmünze zu ersetzen. Daher wurde eine Testcharge von Ein-Cent-Münzen aus Aluminium ausgegeben (Abb 2). Dies stieß jedoch auf heftigen Widerstand der Geschäftswelt durch Verkaufsautomaten., sowie die Münzindustrie. Experten der Münzindustrie haben einstimmig empfohlen, die Verwendung von Aluminium zu vermeiden, als Material für Massenmünzen. Der Grund war, dass das geringe Gewicht von Aluminiummünzen dazu führt, dass sie sich in Automatenschlitzen verklemmen, und dies führt zu einer Erhöhung der Wartungskosten. Außerdem, Besitzer und Hersteller von Verkaufsautomaten gefeiert, dass die elektrischen und magnetischen Eigenschaften von Aluminiumlegierungen viel temperaturempfindlicher sind, als, z.B, das berühmte "cupronickel". Außerdem, Aluminium erwies sich auch als anfälliger für signifikante Abweichungen in seinen Eigenschaften als Folge von Schwankungen der zulässigen Grenzen der chemischen Zusammensetzung und der Parameter des Produktionsprozesses [1].

Bild 2 - US-Test-Aluminium-1-Cent-Münze 1974 Jahre [1]

Zur Herstellung von Kleingeldmünzen, z.B, Amerikanische Ein-Cent-Münze, Aluminium und seine Legierungen haben eine Reihe von Vorteilen. Dazu gehören: relativ niedrige Kosten, geringe Prägekräfte und hohe Korrosionsbeständigkeit. Die Nachteile von Aluminium als Münzmetall sind seine geringe Festigkeit.. Dies schafft Probleme mit der Verschleißfestigkeit der Münzen., sowie deren Haftung am Stanzwerkzeug.

Japanische Aluminiummünzen

Japanische Münze in Stückelung 1 Yen, welches zuerst in veröffentlicht wurde 1955 Jahr, ist die älteste Münze, die derzeit produziert wird. Das Design hat sich seitdem nicht geändert.

Bild 3 - Japanische Aluminiummünze in Stückelung 1 Yen [3]

Diese Münze besteht aus technisch reinem Aluminium und hat einen Durchmesser von 20 mm wiegt genau ein Gramm. Daher wird es auch als Gewichtungsmaß verwendet.. Interessant, dass sowjetische Münzen in 1, 2, 3 und 5 Kopeken wogen auch entsprechend 1, 2, 3 und 5 Gramm. Sie wurden auch zum Wiegen kleiner Materialportionen verwendet., z.B, in schulchemischen Experimenten. Außerdem, Der japanische Yen aus Aluminium hat sich als sehr nützlich erwiesen, um die Oberflächenspannung von Wasser zu demonstrieren: wenn er vorsichtig in ein Glas Wasser gelegt wird, sie ertrinkt nicht, und schwimmt (Abbildung 4). Cm. auch Video “Der schwimmende Yen“.


Bild 4 - Schwimmender Aluminium-Yen [4]

Germanische Aluminiummünzen

Aluminiummünze 1923 des Jahres

Bild 5 – Inflationsbezeichnung für Aluminiummünzen 50 Millionen Mark [7]

Aluminiummünzen 1935-1944 Jahre

Bild 6 – Stückelung der Aluminiummünze 50 Pfennings [8]

Aluminiummünzen der ehemaligen DDR

In der ehemaligen DDR wurden Aluminiummünzen ausgegeben. Auf der ersten Münzserie 1948 durch 1950 Jahre mit Würde in 1, 5, 10 und 50 pfennig war eine weizenähre auf einem zahnrad abgebildet. IM 1952/53 Dieses Motiv wurde durch einen Hammer mit Kompass ersetzt, umgeben von zwei Ähren. Aluminiummünzen blieben bis im Umlauf 1972 des Jahres. Münzen in 1 Pfenning hatte einen Durchmesser 17 mm und nur gewogen 0,70-0,75 r. Anscheinend, Sie schwammen genauso gut wie der japanische Yen!

Bild 7 – Münzen in 1 Pfenning der ehemaligen DDR [5]

Italienische Aluminium-Lyren

VON 1946 Jahre und vor der Einführung des Euro in 2002 Jahr in Italien wurden Aluminiummünzen in Stückelungen ausgegeben 1, 2, 5 und 10 Leier (Zeichnung 8).


Bild 8 - Italienische Aluminiumlira [5]

Aluminiummünzen von Polen

VON 1949 durch 1995 Jahr Polen gab Aluminiummünzen in Stückelungen aus 1, 2, 5, 10, 20 und 50 Geld, aber 1, 2 und 5 zlotys.


Bild 9 – Polnische Aluminiummünzen 1949-1995 Jahre [9]

Ukrainische Münze 2 Penny

In der Ukraine seit 1992 durch 1996 In einem Jahr wurden Zwei-Kopeken-Aluminiummünzen ausgegeben. Die chemische Zusammensetzung oder der Name der Aluminiumlegierung dieser Münzen ist unbekannt..


Bild 10 - Ukrainische Aluminium-Zwei-Kopeken-Münze 1992-1996 Jahre

Aluminiumbeschichtung auf Stahlmünzen

Kohlenstoffarme Stähle wurden erfolgreich zur Herstellung von Münzen verwendet, meist von niedrigster Würde, z.B, Kanadische Ein-Cent-Münze. Derzeit sind jedoch Stähle mit ultraniedrigem Kohlenstoffgehalt mit einem Kohlenstoffgehalt darunter 0,01 %. Dies führt zu einer Verringerung des Aufwands beim Prägen von Münzen und zu einer Verringerung des Ermüdungsschadens am Würfel zum Prägen von Münzen.. Leider, Alle Kohlenstoffstähle sind Rost ausgesetzt und müssen vor Korrosion geschützt werden.

Es wurde verzinkt, z.B, auf US-Pennys während des Zweiten Weltkriegs. Das Verzinken von Münzrohlingen ist jedoch recht teuer und, Außerdem, Wenn solche Münzen im Umlauf sind, verliert diese Zinkbeschichtung schnell ihr attraktives Aussehen. Das Vorverzinken von Stahlbändern ist billiger, als Verzinkung von Münzrohlingen. Ihre Kanten bleiben jedoch danach weitgehend ungeschützt, wie sie aus verzinktem Klebeband herausgeschnitten werden.

Aluminierter Stahl könnte eine Alternative zu verzinktem Stahl sein, wenn die Aluminiumbeschichtung die Rolle einer "Opfer" -Anode spielt. Diese Anode schützt den Stahl vor Korrosion [6]. Nach [1] weist diese Abdeckung jedoch ähnliche Probleme auf., als Zinkbeschichtung, und der Kostenvorteil ist minimal.

Fazit

Wie wir sehen können, trotz der offensichtlichen Vorteile von Aluminium als Material für die Herstellung von Münzen, Es gibt verschiedene Gründe, für die es ziemlich selten verwendet wird und, allgemein, nur für Münzen mit dem niedrigsten Nennwert, und auch in Zeiten hoher Inflation. Die Hauptgründe, für die Aluminium für die Herstellung von Münzen wenig verwendet wird, sind:

  • zu leicht - Probleme für die Empfangsgeräte von Verkaufsautomaten und ähnlichen Automaten
  • Geringe Verschleißfestigkeit - schneller Abrieb bei der Handhabung
  • erhöhte Haftung von Metall an Stanzwerkzeugen
  • erhöhte Ausbreitung der elektrischen Eigenschaften, was es schwierig macht, Münzakzeptoren zu "erkennen".

Quellen:

  1. Alternative Metalle - Abschlussbericht - 2012 – www.usmint.gov/
  2. https://en.wikipedia.org/wiki/Euro_coins
  3. https://www.mint.go.jp/eng/kids-eng/eng_kids_circulating_c.html
  4. https://www.teachersource.com/product/floating-yen-coins
  5. https://en.numista.com/
  6. US-Patent – UNS 9,540,735 B2 – Jan.. 10, 2017
  7. https://www.vcoins.com/
  8. https://coinquest.com/
  9. https://ru.wikipedia.org/wiki/Münzen der Polnischen Volksrepublik