[發明專利]紀念幣模具表面制備氮化鉭涂層的工藝方法

有效

• 申請號: 201010261685.7
• 申請日: 2010-08-25
• 公開（公告）號: CN102373471A
• 公開（公告）日: 2012-03-14
• 發明（設計）人: 劉迪;劉志剛;賴茂明;康今哲;朱慕平;唐光澤;張吉剛;孫志國;馬麟
• 申請（專利權）人: 中國印鈔造幣總公司
• 主分類號: C23C28/04
• 分類號: C23C28/04
• 代理公司: 遼寧沈陽國興專利代理有限公司 21100
• 代理人: 李叢

技術領域

本發明涉及一種對紀念幣模具的表面進行強化處理的工藝方法，尤其涉及一種紀念幣模具表面制備氮化鉭涂層的工藝方法，屬于紀念幣模具表面強化延壽技術。

背景技術

金銀紀念幣是一種特殊商品，其兼具藝術性和金銀的保值性，具有很高的收藏價值。由于金銀紀念幣本身是一種藝術品，相對于普通流通幣，紀念幣對表面質量的要求很高。閃光線是金銀紀念幣最常見的一種表面缺陷，其特征是在紀念幣邊緣出現的一些沿著徑向的細長的亮線，一般認為，閃光線的產生主要是由于壓印過程中坯餅表面的一些硬質污染顆粒隨金屬流動對模具表面產生劃傷，然后模具表面的劃傷轉移到紀念幣表面。一副新的未經過表面強化處理的紀念幣模具在少量的壓印之后，紀念幣表面就會出現閃光線，并且隨著壓印數量的增加，閃光線的密度快速增加，當閃光線密度達到一定程度后就必須更換新模具。頻繁的更換壓印模具不但極大的增加了生產成本，同時還降低生產效率。為了提高金銀幣模具的使用壽命，對模具表面進行強化處理是必須的選擇。由于金銀幣對其表面質量，如亮度，反光度等，有著苛刻的要求，因此其對模具表面改性技術的選擇有較多的限制，目前最常用的紀念幣模具表面改性技術是電鍍硬鉻涂層，實際生產壓印結果表明，電鍍硬鉻涂層較原始模具的使用壽命有大幅的提高。但是電鍍硬鉻技術一方面對模具使用壽命提高的幅度還沒有達到理想程度，另一方面電鍍技術由于其屬于對環境污染較大的生產技術，隨著國家對環境保護的逐漸重視，電鍍技術將逐步被淘汰，因此開發一種無環境污染，能大幅度提高模具使用壽命的紀念幣模具表面強化新技術是造幣技術發展的一個趨勢。

發明內容

本發明針對上述現有技術中存在的問題，利用離子注入沉積技術，開發出一種適合于紀念幣模具表面強化的紀念幣模具表面制備氮化鉭涂層的工藝方法。解決了現有技術中紀念幣模具使用壽命短，生產效率低的問題，而且無環境污染。

本發明的工藝方法包括下述步驟：

①對模具進行氮等離子體基離子注入表面處理，采用氣體為純度99.999％高純氮氣，用射頻激發氮等離子體，注入電壓為60kV，注入劑量為3×10¹⁷-5×10¹⁷離子/cm²；

②將上述表面處理過的模具進行加熱，使模具溫度升至200-300℃；

③對上述升溫后的模具，采用磁控濺射在模具表面沉積一層厚度為30-100nm鉭膜；

④對上述鉭膜進行等離子體基離子注入處理，形成氮化鉭層，注入電壓為45-60kV，注入劑量為0.5×10¹⁷-1×10¹⁷離子/cm²；

⑤反復進行上述步驟③和步驟④，直至獲得厚度為1-2μm的氮化鉭涂層。

本發明的優點效果如下：

本發明通過采用離子注入沉積技術，與現有技術相比，其具有生產過程無污染排放，不改變模具表面光潔度、尺寸精度和可以低溫沉積的優點。并且延長了模具的使用壽命，提高了模具的生產效率。

具體實施方式

本發明結合具體實施例，進行詳細描述如下：

實施例1

①對模具進行氮等離子體基離子注入表面處理。采用氣體為純度99.999％高純氮氣，用射頻激發氮等離子體，注入電壓為60kV，注入劑量為3×10¹⁷離子/cm²②將上述表面處理過的模具進行加熱，使模具溫度升至200℃；③對上述升溫后的模具，采用磁控濺射在模具表面沉積一層厚度為30nm鉭膜；④對上述鉭膜進行等離子體基離子注入處理，形成氮化鉭層，注入電壓為45kV，注入劑量為0.5×10¹⁷離子/cm²；⑤反復進行步驟③和④共40次，直至獲得厚度為1.2μm的氮化鉭涂層。實際銀幣壓印結果表明，當壓印銀幣枚數達600枚后，銀幣上閃光線數量較鍍硬鉻模具壓印600枚后銀幣明顯減少。銀幣表面質量達到生產要求。

實施例2