DE4120291A1

DE4120291A1 - Plattierter rohling fuer muenzen und dergleichen und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE4120291A1
Application number: DE4120291A
Authority: DE
Inventors: Hieu C Truong; Maria Dilay
Original assignee: Royal Canadian Mint
Current assignee: Royal Canadian Mint
Priority date: 1990-06-21
Filing date: 1991-06-19
Publication date: 1992-01-09
Anticipated expiration: 2011-06-20
Also published as: ZA913677B; CA2019568C; GB9111184D0; CA2019568A1; DE4120291C2; CN1057496A; GB2245283B; CN1022699C; GB2245283A

Description

Die Erfindung betrifft einen Rohling mit einem beschichteten Eisenmetallkern zur Herstellung von Münzen und dergleichen sowie ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen beschichteten Rohlings.

Speziell befaßt sich die Erfindung mit einem Verfahren zum Herstellen von plattierten Rohlingen bzw. Platinen für Münzen oder ähnliche Artikel, wie z. B. Medaillen, sowie mit dem Prägen derartiger Rohlinge, wobei insbesondere auf die Herstellung von Rohlingen bzw. Münzen mit einer äußeren Nickelschicht eingegangen wird, wobei die fertigen Rohlinge bzw. Münzen, aber auch eine Kupferschicht als äußerste Schicht aufweisen können.

Es ist bekannt, Münzen aus mit Nickel plattierten Rohlingen herzustellen, wobei jedoch die Tendenz besteht, daß sich im Bereich von Poren (pinholes), an denen die Plattierung den Stahl nicht vollständig bedeckt, Rostflecken auftreten. Feine Poren bzw. Mikroporen können in der aufplattierten Schicht dadurch auftreten, daß die Schicht selbst nicht durchgehend erzeugt wurde oder dadurch, daß bereits in der Oberfläche des beschichteten Eisenmetallkerns entsprechende Poren bzw. Feinlunker vorhanden waren. Beim Prägen beschichteter Rohlinge strecken die Prägestempel das Metall besonders im Bereich der Münzkante. Dabei können sich nadelfeine Öffnungen erweitern, so daß die Stahloberfläche aufgrund des Streckens nach außen freiliegt. Außerdem können sich speziell im Bereich der Kanten Risse bzw. Sprünge in der Plattierung ergeben. Derartige Defekte führen letztlich zur Rostbildung.

Wenn in dem Kern Poren vorhanden sind und diese beim Elektroplattieren überbrückt, d. h. nach außen geschlossen werden, ohne daß der Hohlraum voll gefüllt würde, dann kann die eingeschlossene Luft beim Prägevorgang aus dem Hohlraum herausgedrückt werden und in der aufplattierten Schicht eine Blase erzeugen. Dies ist bei der Münzherstellung ein schwerwiegendes Problem. Einige Hersteller von Münzen haben daher versucht, das Metall durch Kugelstrahlen mit kleinen Stahlkugeln zu verdichten, um das Problem des Auftretens von Blasen und Poren zu verringern.

Ein anderes Problem, welches bei der Münzherstellung auftritt, ergibt sich aufgrund der sogenannten "starbursts". Beim Aufplattieren einer Nickelschicht bilden sich nämlich Spitzen, die beim Prägen abgeschert oder abgeflacht werden und dabei eine hohe Abriebwirkung entfalten, die zu Narben bzw. Schäden an der Oberfläche der Prägestempel führt.

Ausgehend vom Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, verbesserte Rohlinge für die Münzherstellung anzugeben die zumindest im wesentlichen frei von Poren, Rissen und dergleichen sind und auch beim Prägen eine intakte Beschichtung beibehalten sowie ein Verfahren zum Herstellen derartiger Rohlinge anzugeben.

Die gestellte Aufgabe wird, was die Rohlinge selbst anbelangt, durch Rohlinge gemäß Patentanspruch 1 gelöst.

Was das Verfahren anbelangt, so wird die gestellte Aufgabe durch das Verfahren gemäß Patentanspruch 7 gelöst.

Gemäß einer bevorzugten Realisierung der Erfindung wird ein Stahl- bzw. Eisenmetallkern mit einer mehrlagigen Plattierung in Form einer Nickel-Kupfer-Nickel-Schicht versehen. Es hat sich nämlich gezeigt, daß bei Eisenmetallen eine geringere Tendenz für eine Oxidation besteht, wenn sie durch eine Kupferschicht geschützt sind, welche in der Spannungsreihe der Metalle ein positiveres Potential von 0,34 V besitzt, und zwar verglichen mit Eisen (-0,44 V) und Nickel (-0,25 V). Außerdem ist es bei einem dreilagigen System unwahrscheinlich, daß irgend eine Mikropore in einer Schicht durch alle drei Lagen hindurchgeht und das Eisen freilegt. Wenn in der Oberfläche des Stahlrohlings selbst eine Mikropore vorhanden ist, wird sie wahrscheinlich von mindestens einer der Schichten bedeckt. Einige der Vorteile gemäß der Erfindung können jedoch mit einer zweilagigen Plattierung aus Nickel und Kupfer erzielt werden, wobei die Kupferschicht die Außenschicht bildet.

Das Aufplattieren bzw. das galvanische Abscheiden mehrerer Schichten inclusive einer Kupferschicht und einer Nickelschicht ist im Zusammenhang mit der Herstellung von Stoßstangen für Kraftfahrzeuge bereits bekannt.

Beispielsweise beschreibt die US-PS 44 18 125 die Möglichkeit, einen Grundkörper aus Stahl nacheinander mit Schichten aus Nickel, Cadmium, Kupfer, Nickel und Chrom zu versehen. Ferner beschreibt die kanadische Patentschrift 3 69 046 die Möglichkeit, zunächst eine Nickelschicht dann eine Kupferschicht und anschließend eine Nickelschicht zu erzeugen, so daß das Kupfer einen optischen Hinweis für ein fehlerhaftes Schleifen bzw. Polieren liefert.

Bei der Herstellung von Münzen mit aufeinanderfolgenden Schichten aus Nickel, Kupfer und Nickel ergeben sich Probleme, die zumindest in diesem Umfang bei der Herstellung von Stoßstangen nicht auftreten. Eines der gravierendsten Probleme bei der Münzherstellung besteht nämlich in der Blasenbildung. Die Blasenbildung ist dabei darauf zurückzuführen, daß Mikroporen derart überbrückt werden, daß Gasblasen eingeschlossen werden, die anschließend unter der Wirkung des hohen Prägedruckes zu Blasen in der Plattierung führen. Das Auftreten des Effekts der Überbrückung ist dabei besonders bei mehrlagigen Plattierungsschichten wahrscheinlich. Ein weiteres Problem ergibt sich durch die starke mechanische Deformation und Streckung beim Prägen.

Der Erfindung liegt daher, wie erwähnt, auch die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Aufbringen einer mehrlagigen Plattierungsschicht anzugeben, bei dem die oben angesprochenen Probleme beim Prägen bzw. bei der Münzherstellung auf ein Minimum reduziert werden.

Ein bevorzugtes erfindungsgemäßes Verfahren zum Herstellen von Rohlingen von Münzen bzw. zum Herstellen von Münzen oder dergleichen umfaßt folgende Schritte:

a) ein Eisenmetallrohling wird so gereinigt, daß er im wesentlichen frei von Oxiden, Fetten oder Schmutz ist;
b) der Rohling wird durch Elektroplattieren mit einem Nickelniederschlag versehen;
c) über dem Nickelniederschlag wird durch Elektroplattieren eine Kupferbeschichtung erzeugt, wobei zunächst mit einer niedrigen Stromdichte gearbeitet wird und anschließend mit der vollen Stromdichte, um das Überbrücken von Mikroporen zu vermeiden oder auf ein Minimum zu reduzieren;
d) über der Kupferschicht wird vorzugsweise durch Elektroplattieren eine äußere Nickelschicht erzeugt, wobei zuerst mit einer niedrigen Stromdichte und anschließend mit der vollen Stromdichte gearbeitet wird, um das Überbrücken von Mikroporen zu vermeiden oder auf ein Minimum zu reduzieren;
e) das Kupfer wird bei mäßiger Temperatur geglüht, um die Verformbarkeit zu erhöhen, ohne eine Blasenbildung zu verursachen, und zwar entweder vor oder nach dem Aufbringen der äußeren Nickelschicht;
f) wenn das Endprodukt eine Münze ist, erfolgt das Prägen in der Weise, daß keine Poren oder Risse entstehen, welche Oberflächenbereiche des Eisenmetallkerns freilegen würden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand abhängiger Ansprüche.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachstehend anhand von Zeichnungen noch näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Querschnitt zur Erläuterung der Abscheidung einer (molekularen) Kupferschicht mit niedriger Stromdichte zu Beginn der Kupferplattierung, wobei sich an diese Phase das Plattieren mit voller Stromdichte anschließt;

Fig. 2a, b eine vergleichende Querschnittsdarstellung zur Erläuterung dessen, was beim Abscheiden des Kupfers mit einer von Anfang an hohen Stromdichte geschehen würde.

Nachstehend sollen nunmehr die praktischen Schritte bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens detailliert erläutert werden.

Die Herstellung von Münzen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren beginnt mit der Reinigung der Rohlinge aus Stahl oder einem anderen Eisenmetall. Diese Rohlinge sind scheibenförmige Elemente mit einem Durchmesser, der etwa das 12-fache der Dicke der Rohlinge beträgt.

Runde Rohlinge oder Rohlinge mit anderer geometrischer Form werden aus einem Blech bzw. Streifen aus einem Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt, insbesondere mit einem Kohlenstoffgehalt unter 0,02% und vorzugsweise mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,01% oder weniger, ausgestanzt. Die Rohlinge werden dann gebördelt, um an ihrem Umfang eine glatte Kante zu erhalten und dadurch beim Plattieren das Entstehen von Eindrücken und das Verkratzen zu vermeiden, und um beim Prägen mit einem vernünftigen Druck die Ausbildung eines guten flachen Randes der Münze zu unterstützen.

Anschließend werden die Rohlinge in einer sauerstoff-freien Atmosphäre bei 700-900°C geglüht und danach langsam abgekühlt. Bei langsamer Abkühlung ist es dabei möglich, eine Härte von etwa 40 R30T zu erreichen. (Diese und nachfolgende ähnliche Angaben beziehen sich auf die Rockwell Superficial Scale beim Arbeiten mit 30 kg und einer Kugel von 1/16′′ (ca. 1,6 mm)). Es wurde festgestellt, daß die Stahloberfläche ohne ein Glühen bei der Reinigung in einer sauren Lösung leicht oxidiert. Das Glühen in einer Wasserstoffatmosphäre fördert das Entfernen von Oberflächenoxiden des Stahlrohlings.

Die Rohlinge werden dann in eine drehbare Plattiertrommel gefüllt. Die Anzahl der eingefüllten Rohlinge kann dabei zwischen 90 und 200 - in Abhängigkeit von ihrer Größe - schwanken. Alle nachfolgend beschriebenen Verfahrensschritte beziehen sich auf eine mittlere Chargengröße von 100 Rohlingen.

Vor dem Elektroplattieren werden weitgehend die üblichen Reinigungsschritte durchgeführt, um die Rohlinge für das Plattieren vorzubereiten. Zu den Reinigungsschritten können dabei einige oder sämtliche nachfolgend aufgeführte Schritte gehören: Waschen der Rohlinge mit speziellen alkalischen Detergenzien, Spülen, Entfetten mit Lösungsmittel, elektrolytisches Reinigen und Spülen in entionisiertem Wasser.

Das traditionelle Reinigungsverfahren besteht darin, die Rohlinge zunächst mit einer basischen Lösung zu reinigen und anschließend mit einer sauren Lösung, von der vermutet wird, daß sie die Adhäsion für Nickel oder andere Beschichtungen verbessert. Es hat sich nunmehr gezeigt, daß es vorteilhaft ist, diese Schrittfolge umzukehren. Erfindungsgemäß erfolgt zunächst eine Reinigung mit einer sauren Lösung und sofort anschließend ein schnelles Waschen mit einer verdünnten Natronlauge zum Puffern der Säure (-reste). Dabei wurde festgestellt, daß bei dem traditionellen Reinigungsverfahren stets eine gewisse Oxidation erfolgt, selbst wenn vor dem Elektroplattieren nur eine kurze Zeit verstreicht. Durch Arbeiten mit der vorstehend beschriebenen, umgekehrten Schrittfolge konnte diese Oxidation beträchtlich verringert werden.

Die saure Reinigungslösung kann eine 10%ige Salzsäurelösung sein, die man für die Dauer von 30 s bei einer Temperatur von 55°C einwirken läßt. Diese Lösung wird der oben erwähnten, drehbaren Trommel zugeführt, welche beim Reinigen, beim Arbeiten mit der sauren Lösung und beim Spülen mit einer Drehzahl von 10 Upm gedreht wird. Die Spülflüssigkeit ist dabei eine schwach basische Lösung, die dazu dient, die Säure zu neutralisieren. Eine brauchbare Spülflüssigkeit enthält eine ausreichende Menge an Natriumhydroxid, um der Lösung einen pH-Wert von 0,9 zu verleihen.

Der zweite Schritt besteht darin, einen Nickelniederschlag aufzubringen, um eine Nickelschicht abzuscheiden, die etwa 0,8-1,2% des Endgewichts der Münze ausmacht. Der zu Erzeugung des Nickelniederschlags verwendete Nickel sollte dabei ein Nickel mit niedrigem Schwefelgehalt sein, also ein stumpfes Nickel, und kein Nickelmaterial des Typs, welches gewöhnlich als helles bzw. glänzendes Nickel bezeichnet wird. Geeignete Verfahrensbedingungen zum Aufbringen des Nickelniederschlags werden in dem nachfolgenden Beispiel I beschrieben.

Beispiel I

Auf den Rohlingen wird kurzfristig ein Nickelniederschlag erzeugt. Dabei wird ein Wattsches Nickelsulfatbad bevorzugt, da es für Stahl weniger korrodierend ist als ein Wood-Bad zur Erzeugung eines Nickelniederschlags. Eine geeignete Zusammensetzung für das Bad zum Erzeugen eines Nickelniederschlags und die Betriebsparameter sind in Tabelle 1 angegeben.

Nickelsulfat\|300 g/l
Nickelchlorid	90 g/l
Borsäure	45 g/l
pH-Wert	1-2
Temperatur	60°C
Stromdichte	8 A/ft² = 86 A/m²

Als Netzmittel wird ein handelsübliches Mittel, beispielsweise das Produkt Y-17 der Firma M & T Chemicals verwendet. Die eingesetzte Menge betrug 0,1 Vol.-%. Bei diesem Plattierschritt wird ein sehr poröser Niederschlag erzeugt.

Typischerweise beträgt die Zeit für die Erzeugung eines 1%igen Nickelniederschlags bei Rohlingen für 5-Cent-Stücke etwa 30 min, wobei die Dicke des Niederschlags aus stumpfem Nickel etwa 0,005 mm beträgt (vergl. Tabelle 5).

Die Trommel und die plattierten Stücke werden dann in einem Kaltwassertank gespült. Anschließend erfolgt ein weiteres Spülen in heißem Wasser und schließlich ein Spülen mit kaltem entionisiertem Wasser.

Der dritte Schritt besteht im Plattieren mit einer Kupferschicht. Das Beschichten mit Kupfer erfolgt in der Weise, daß eine Kupferschicht mit etwa 4-7% und vorzugsweise etwa 6% des Endgewichts der Münze erhalten wird. Die Dicke der Beschichtung beträgt dabei auf allen Oberflächen etwa 20-30 µm.

Vorzugsweise wird für das Aufbringen des Kupfers ein Säurebad verwendet. Obwohl der Energiewirkungsgrad bei einem Zyanidbad höher ist, kann bei einem Säurebad mit einer höheren Stromstärke gearbeitet werden, was zu einer Zeitersparnis führt, durch die der geringere Wirkungsgrad mehr als ausgeglichen wird. Außerdem sind Zyanidbäder gefährlich und die Entsorgung verbrauchter Zyanidbäder kann, wenn sie nicht fachgerecht geschieht, zu Umweltproblemen führen.

Es wurde festgestellt, daß es beim Abscheiden des Kupfers vorteilhaft ist, mit einem niedrigen Strom von etwa 1/6-1/4 der vollen Stromstärke zu beginnen und erst später auf die volle Stromstärke überzugehen. Diese Maßnahme ist wichtig, um das sogenannte Überbrücken und die daraus resultierende Blasenbildung zu vermeiden oder doch auf ein Minimum zu reduzieren. Das Plattieren sollte daher für eine Anfangsphase von etwa 15-20 min mit einer Stromdichte von 1,2-1,8 A/ft² (12,9-19,3 A/m²) beginnen. Die Leistung wird dann auf etwa 6-7 A/ft² (64,6-75,3 A/m²) erhöht, um die Kupferbeschichtung fertigzustellen. Die Kupferbeschichtung sollte eine ebene fertige Oberfläche haben, die eine gute Basis für die abschließende Beschichtung bildet. Daher kann der Elektrolytlösung eine begrenzte Menge eines Netzmittels und eines Trägers und Glanzerzeugers zugesetzt werden. Zu diesem Zweck können verschiedene handelsübliche Reagenzien verwendet werden, von denen viele nur anhand ihrer Warenbezeichnungen identifiziert werden können. Beispiele für Reagenzien, die als Netzmittel, Träger und Glanzerzeuger verwendet werden können, sind z. B. das Produkt "Barrel CuBath B-76 leveler", welches als Glanzerzeuger verwendet werden kann, und "Barrel CuBath B-76 Carrier". Beide Produkte werden von der Firma Sel-Rex Oxy Metal Industries hergestellt. Geeignet sind ferner die Produkte "Deca-Lume D-1-R, D-2-R und D-3-R", die von der Firma M & T Chemicals vertrieben werden. Als Netzmittel kann, wie oben erwähnt, "Y-17" der Firma M & T Chemicals verwendet werden.

Weitere Informationen hinsichtlich der Plattierzeit für eine gegebene Dicke können theoretisch unter Berücksichtigung der folgenden Beziehungen erhalten werden:

Elektrochemische Äquivalente

Das folgende Beispiel II soll die Kupferplattiervorgänge noch näher erläutern:

Beispiel II

Als nächstes erfolgt das Kupferplattieren. Dies geschieht durch Eintauchen der rotierenden Plattiertrommel in ein saures Elektroplattierbad. Für die Zusammensetzung des Kupferplattierbades und die Betriebsparameter können der nachfolgenden Tabelle 2 typische Werte entnommen werden:

Kupfersulfat\|255 g/l
Kupfer (metallisch)	56 g/l
Schwefelsäure	57 g/l
Chloridionen	70 ppm
pH-Wert	1,0
Temperatur	24°C
Stromdichte	6-7 A/ft² = 64,6-75,3 A/m²
phosphorisierte Kupferanoden

Hier handelt es sich um ein handelsübliches, firmeneigenes Elektroplattiersystem, welches von der Firma Sel-Rex Oxy Metal Industries vertrieben wird. Die Firma empfiehlt, daß die "CuBath B-76"-Ergänzungsmischung auf Amperestunden-Basis zugesetzt wird, und zwar in einer Menge von 1 cm³/Ah. Die Mischung enthält eine Trägerkomponente zu einer Ausgleicherkomponente im Verhältnis von 8 : 1.

Andere handelsübliche saure Kupferplattiersysteme sind verfügbar und könnten ebenfalls verwendet werden.

Das erfindungsgemäße Kupferplattierverfahren unterscheidet sich von den normalen Plattierpraktiken durch die Tatsache, daß das Plattieren bei einer niedrigen Stromdichte eingeleitet wird, beispielsweise bei 1/5 der vollen Stromdichte für etwa 15 min (1,2-1,4 A/ft² (12,9 -15 A/m²)). Nach dieser kurzen Zeit wird die volle Stromdichte angelegt, und zwar für etwa 4 Stunden, um eine Beschichtung auszubilden, die etwa 6 Gew.-% (des Endgewichts) ausmacht (vergl. Tabelle 5).

Wie Fig. 1 zeigt, gestattet es die niedrige Stromdichte am Anfang der Kupferbeschichtung der Kontur der Mikroporen des Stahls bzw. des zunächst erzeugten Nickelniederschlags zu folgen. Hierdurch wird eine Überbrückung der Mikroporen vermieden, welche später beim Glühen zur Bildung kleiner Blasen führen könnte. In Fig. 1 ist der Kern 10 schräg schraffiert, während der Nickelniederschlag 11 senkrecht schraffiert ist und die zunächst erzeugte Kupferschicht 12 als punktierte Schicht dargestellt ist.

Der anfängliche, dünne, galvanisch abgeschiedene Film reduziert Kerben, Gruben und Kratzer, wodurch die Schaffung einer ebenen Plattieroberfläche unterstützt wird. Die im Zusammenhang mit der Erfindung durchgeführten Arbeiten haben gezeigt, daß bei einem Verzicht auf den anfänglichen Schritt, bei dem mit niedriger Stromdichte gearbeitet wird, eine starke Tendenz dafür besteht, daß sich kleine Bläschen bilden.

Die saure Kupferplattierlösung enthält zusätzlich Netzmittel und Ausgleicher (levelers), deren Wirksamkeit durch den sehr langsam verlaufenden Plattierzyklus gefördert und verstärkt wird.

Wenn gleich zu Beginn mit voller Stromdichte gearbeitet wird, dann ergibt sich gemäß Fig. 2 an den Kanten der Mikroporen zunächst eine höhere Stromdichte, welche eine schnelle Abscheidung an den Kanten fördert. Gegebenenfalls wird dabei das obere Ende einer Pore geschlossen, so daß sich oberhalb des geschlossenen Mikrohohlraums der Pore eine Stelle ergibt, an der wahrscheinlich eine Blase entsteht. Die Blasenbildung kann dabei durch eingeschlossene Wasserstoff- oder Lösungsreste verursacht werden und tritt speziell beim Glühen auf.

In Fig. 2a in der der Kern 10a und der Nickelniederschlag 11a in entsprechender Weise schraffiert sind wie in Fig. 1, ist für die hohe Stromdichte gleich zu Beginn des Kupfer-Plattierprozesses das dendritische Aufwachsen der Kupferschicht 12a längs des Randes einer Pore angedeutet. Fig. 2b zeigt die Endphase des Plattierprozesses, in der eine "Überbrückung" bzw. Überdeckung der Pore auftritt, da die Kupferplattierung 12b längs des Randes der Pore schneller abgeschieden wurde.

Typischerweise beträgt die Zeit für die Abscheidung eines 6%igen Kupferniederschlags bei einer Charge von 5-Cent-Rohlingen etwa 4 Stunden, wobei die abgeschiedene Kupferschicht eine Dicke von etwa 0,034 mm aufweist (vergl. Tabelle 5).

Die Plattiertrommel wird dann in einem Kaltwassertank gespült. Anschließend erfolgt ein Spülen mit heißem Wasser und schließlich ein Spülen mit entionisiertem Wasser für etwa 30 s.

Wenn sich an das Spülen mit heißem Wasser ein Spülen mit kaltem Wasser anschließt, ergibt sich eine gewisse "Pumpwirkung". Die Kontraktion der Mikrostruktur unterstützt dabei das Austreiben der Plattierlösung aus den Poren, wodurch eine Fleckenbildung und ein Ausblühen verhindert wird.

Die richtige Steuerung der Menge des Glanzmittels (brightener), des Trägers oder Ausgleichers und des Netzmittels ist wesentlich, wie dies dem Fachmann bekannt ist. Dem Bad werden anfänglich 40 ml der 8 : 1-Ergänzungsmischung, wie z. B. das oben erwähnte "Cu-Bath B-76" pro Gallone (3,79 l) der elektrolytischen Plattierlösung zugesetzt. Das Ergänzen der Zusatzstoffe mit einer Geschwindigkeit von 0,5 cm³ pro Ah hält die Konzentration der Zusatzstoffe in der Ergänzungsmischung, wie z. B. Ausgleicher, Spannungsverringerer, Kornverfeinerer und Trägermittel im Gleichgewicht und in dem Plattierbad auf dem rechten Pegel.

Das Verfahren kann nunmehr mit einer abschließenden Nickelplattierung fortgesetzt werden oder durch Glühen als Zwischenschritt unterbrochen werden. Dies geschieht zum Abbau von beim Plattieren entstandenen Spannungen in der relativ dicken Kupferschicht, zum Entfernen von eingeschlossenem Wasserstoff und zum Entfernen organischer Komponenten von der Oberfläche, d. h. von Additiven in dem Kupfer-Elektroplattierbad; die genannten Stoffe könnten nämlich bei der anschließenden Nickelplattierung zur Blasenbildung führen. Außerdem wird durch das Glühen die Kornstruktur vor dem Prägevorgang verfeinert. Ferner ergibt sich beim Glühen die Tendenz, die Mikroporen zu schließen.

Wenn ein mit Kupfer beschichteter Rohling geglüht werden soll, dann sollte das Glühen in einer reduzierenden Atmosphäre, beispielsweise in Wasserstoff, erfolgen, um die Entstehung von Oxiden zu verhindern und gegebenenfalls sogar vorhandene Oxide zu reduzieren. Das Glühen sollte bei einer Temperatur von 500-600°C durchgeführt werden. Bisher ist es üblich gewesen, die beschichteten Rohlinge auf eine höhere Temperatur zu erhitzen, womit versucht wurde, ein Verschmelzen des Nickels mit dem Stahl zu erreichen. Es hat sich jedoch gezeigt, daß diese höheren Temperaturen vermieden werden sollten, da sie zu einer Blasenbildung führen können. Der geglühte, mit Kupfer plattierte Rohling sollte eine Härte von etwa 35-40 R30T haben.

Der spezielle Glüh-Zwischenschritt dient zahlreichen Zwecken. Zunächst wird Wasserstoff entfernt, welcher von den aufplattierten Kupfer- und Nickelschichten eingeschlossen wurde. Da die Kupferschicht ziemlich dick ist, sollte jeglicher beim Plattieren eingeschlossener Sauerstoff ausgetrieben werden, ehe ein weiteres Plattieren erfolgt. Zweitens steht der Kupferniederschlag unter hohen inneren Spannungen, die durch eine Wärmebehandlung abgebaut werden können, wodurch letztlich die Bildung von Rissen vermieden wird, wenn beim Prägen eine starke Verformung erfolgt. Es ist bekannt, daß durch das Glühen auch die Formstruktur von Kupfer modifiziert wird und bessere Kaltverformungseigenschaften erreicht werden. Schließlich werden von der Oberfläche des Kupfers organische Rückstände entfernt, wodurch die Bindung zwischen der Kupferschicht und der anschließend aufgebrachten Nickelschicht verbessert und die Blasenbildung reduziert wird. Das organische Material in der Kupferplattierlösung wurde benötigt, um beim Plattieren eine gute Abdeckung und eine geringe Grubenbildung zu erreichen. Am Ende des Kupferplattierprozesses haben die entsprechenden organischen Substanzen jedoch ihre Aufgabe erfüllt und sollten entfernt werden, ehe ein weiteres Plattieren mit Nickel erfolgt. Es hat sich gezeigt, daß das auf diese Weise erhaltene Münzmaterial blasenfrei ist.

(Alternativ kann im Anschluß an das abschließende Aufbringen der äußeren Nickelschicht ein Glühen bei einer Temperatur von 200-400°C in einer reduzierenden Atmosphäre erfolgen und danach ein Glühen bei einer Temperatur von mindestens 530°C.)

Der nächste Schritt besteht darin, daß eine äußere Nickelschicht hergestellt wird. Diese Nickelschicht sollte etwa 1-1,5 Gew.-% der fertigen Münze ausmachen bzw. etwa 4-8 µm dick sein, und zwar auf allen Oberflächen. Beim Elektroplattieren wird vorzugsweise ein Glanzmittel verwendet, um eine glatte glänzende Außenschicht zu erhalten. Auch hier wird das Nickel zunächst mit niedriger Stromdichte von etwa 0,5-0,7 A/ft² (5,38-7,53 A/m²) abgeschieden, d. h. mit einer Stromdichte von etwa 1/6-1/4 der vollen Stromdichte. Mit der niedrigen Stromdichte wird für eine Anfangszeit von 15-20 min gearbeitet, an die sich 100-120 min mit der vollen Stromdichte von 3-4 A/ft² (32,3-43 A/m²) anschließen. Es wird davon ausgegangen, daß dieses Arbeiten mit einer anfänglich niedrigen Stromdichte in Verbindung mit dem vorausgehenden Glühen bei niedriger Temperatur zu einer guten Haftung der aufplattierten Schicht an ihrem Träger und außerdem dazu beiträgt, das "Überbrücken" zu vermeiden oder auf ein Minimum zu reduzieren, wie dies eingangs erläutert wurde. Der mit Nickel beschichtete Rohling besitzt eine Härte von etwa 45-50 R30T.

Die Bedingungen, unter denen das Aufplattieren der äußeren Nickelschicht erfolgt, werden nachstehend anhand von Beispiel III erläutert.

Beispiel III

Wenn man sich entscheidet, sofort mit der Herstellung der äußeren Nickelschicht fortzufahren, würde die Plattiertrommel zunächst bei Raumtemperatur für 30 s in einer 10%igen Schwefelsäurelösung gedreht und dann in das abschließende Sulfamat-Nickelbad eingetaucht.

Die Zusammensetzung des Nickelbades und die Betriebsparameter sind in Tabelle 3 angegeben.

Nickelsulfamat\|77 g/l
Nickelchlorid	6 g/l
Borsäure	37,5 g/l
pH-Wert	3,8
Temperatur	50°C
Stromdichte	3-4 A/ft² = 32,3-43 A/m²

Hier handelt es sich um ein handelsübliches Nickel-Elektroplattiersystem, welches von der Firma M & T Chemicals geliefert wird.

Ein Werkstoff gegen Grubenbildung (antipit agent), beispielsweise vom Typ Y-17 der Firma M & T Chemicals kann nach Bedarf in einer Menge von 0,15 Vol.-% zugesetzt werden. Ein handelsüblicher Ausgleicher bzw. Egalisierer oder ein Glanzerzeuger können ebenfalls zugesetzt werden, um eine unterschiedlich glänzende Oberfläche zu erzeugen. Es hat sich als befriedigend erwiesen, den Glanzerzeuger "Niproteq W" in einer Menge von 0,125 ml pro Ah oder den Träger "Niproteq" in einer Menge von 0,3 ml pro Ah zuzusetzen. Andere handelsüblicher Glanzerzeuger und Träger können ebenfalls verwendet werden.

Es ist wiederum wichtig, daß der Nickel-Plattier-Schritt mit einer niedrigen Stromdichte von etwa 20 % der vollen Stromdichte (0,6-0,8 A/ft² (6,45-8,6 A/m²)) für etwa 15 min begonnen wird, ehe in der Elektroplattierlösung die volle Stromdichte von etwa 3-4 A/ft² (32,3-43 A/m²) für die Dauer von 2 Stunden erzeugt wird, um eine Beschichtung von etwa 1,5 Gew.-% zu erzeugen.

Der zweite Nickel-Plattier-Schritt folgt denselben Überlegungen, die weiter oben für die Kupferplattierung angestellt wurden. Es hat sich wiederum gezeigt, daß auch bei diesem Schritt das Arbeiten mit einer abgestuften Stromdichte sehr wichtig ist, um die Erzeugung von Blasen zu vermeiden oder auf ein Minimum zu reduzieren.

Die Plattiertrommel wird dann in einem kalten Spülwassertank gespült und anschließend mit heißem Wasser gespült und schließlich mit entionisiertem Wasser, welches Isopropylalkohol enthält.

Typischerweise beträgt die Zeit für das Abscheiden eines Nickelanteils von 1,5% bei einer Schichtdicke von etwa 0,008 mm (vergl. Tabelle 5) bei einer Charge von 5-Cent-Rohlingen etwa 2 Stunden.

Wenn die Rohlinge zwischen dem Abscheiden der Kupferschicht und der äußeren Nickelschicht nicht in einem Zwischenschritt geglüht wurden, dann werden sie abschließend in einer reduzierenden Atmosphäre bei einer mittleren Temperatur zwischen 200 und 400°C für 40 min geglüht und unmittelbar anschließend bei einer Mindesttemperatur von 530°C für 20 min. Das Glühen bei niedriger Temperatur fördert das Entfernen von eingeschlossenem Wasserstoff, während beim Glühen mit höherer Temperatur die beim Plattieren entstandenen Materialspannungen abgebaut, die Kornstruktur der Kupferplattierung geändert und die Bindung zwischen dem Kupfer und dem Nickel gefördert werden. Schließlich werden die plattierten Rohlinge gereinigt und geprägt, d. h. mit Prägestempeln mit einer Schlagkraft in der Größenordnung von 170 000-200 000 psi (11,95-14,06 t/cm²) gepreßt, um die Oberflächen mit einer Prägung zu versehen und um einen glatten oder einen geriffelten Rand zu erzeugen.

Ein sehr hoher Anteil der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Münzen ist frei von Fehlern und bleibt von Fehlern selbst unter erschwerten Umgebungsbedingungen frei, beispielsweise wenn die Münzen Salzwasser oder bei ihrer Handhabung saurem Schweiß aussetzt werden. Die vorstehend erläuterten Verfahrensschritte wurden bei den nachstehend beschriebenen Beispielen IV und V mit den in Tabellenform angegebenen Parametern durchgeführt.

Beispiel IV

Tabelle 4

Beispiel IV(a) 5-Cent-Stücke

Beispiel IV(b) 10-Cent-Stücke

Beispiel IV(c) 25-Cent-Stücke

Beispiel V

Tabelle 5

Typische Charge = 100 Stücke

Beispiel V(a) 5-Cent-Stücke

Beispiel V(b) 10-Cent-Stücke

Beispiel V(c) 25-Cent-Stücke

Vergleichsversuche wurden einerseits mit geprägten Münzen, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt und mit einer Ni-Cu-Ni-Auflage beschichtet wurden, und andererseits mit handelsüblichen, mit Nickel plattierten Münzen der Firma Sherritt Gordon Mines Limited durchgeführt, die nach Auffassung der Anmelderin gemäß den Lehren der kanadischen Patentschriften 11 05 210 und 11 98 073 hergestellt waren und nachstehend als nickel-plattierte Münzen bezeichnet werden.

1. Feuchtigkeitskammerprüfung

Die geprägten Exemplare wurden in eine künstliche Schweißlösung eingetaucht. Anschließend wurde von der Oberfläche der Münzen die überschüssige Feuchtigkeit entfernt, und die Münzen wurden in der Feuchtigkeitskammer für 72 Stunden bei Raumtemperatur Luft mit einer relativen Feuchtigkeit von 95% ausgesetzt. Bei dem in den Tabellen verwendeten Bewertungssystem bedeutet 1=gut und 5= schlecht; die Zwischenwerte haben die in der Tabelle 6 näher erläuterten Bedeutungen.

Bewertungszahlen gemäß dem Grad der Oberflächenkorrosion
Bewertungszahl
Grad der Korrosion
1
keine
2	minimal (leichter Beschlag)
3	schwach (etwas wolkig, gelblich; Vorstufe einer Korrosion)
4	mäßig (stark wolkig und/oder braune Stellen)
5	schwer (deutliche Braunfärbung, rote oder schwarze Punkte)

Die bei den Vergleichsversuchen erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 7 zusammengefaßt.

Tabelle 7

2. Rostnarben-Prüfung

Die geprägten Münzen wurden für 4 Stunden in eine 2%ige NaCl-Lösung getaucht, wobei die Münzen in der Lösung nach 2 Stunden umgedreht wurden. Anzumerken ist, daß bei dem erfindungsgemäßen Ni-Cu-Ni-System kein Rost auftritt.

Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle 8 zusammengefaßt.

Tabelle 8

Bei den Ni-Cu-Ni-Münzen wurde in keinem Fall ein orangefarbener oder roter Rostfleck ermittelt. Die Bewertung 3 ergab sich aufgrund einiger gelblicher Flecken am Rand. Andererseits konnten bei den Münzen mit Nickel-Beschichtung speziell längs des Randes rötlich-schwarze oder orangefarben-schwarze Flecken festgestellt werden.

3. Verschleiß-Prüfung

Die üblichen Verschleiß-Prüfungen wurden an den Prüflingen während eines Zeitraums von 8 Stunden durchgeführt. Die visuelle Begutachtung der Münzen erfolgte am Ende des Prüfzeitraums. Die Ergebnisse sind in Tabelle 9 zusammengefaßt.

Die erfindungsgemäßen Münzen mit Ni-Cu-Ni-Beschichtung bieten eine wesentlich höhere Verschleißfestigkeit als die mit Nickel beschichteten Münzen. Da die Ni-Cu-Ni-Oberfläche weniger beschädigt wird, erscheinen die erfindungsgemäßen Münzen glänzender, während die mit Nickel beschichteten Münzen stumpf erscheinen.

Tabelle 9

Es ist wichtig, zu beachten, daß die erfindungsgemäßen Münzen mit Ni-Cu-Ni-Beschichtung eine etwa 10% geringere Härte haben als die mit Nickel beschichteten Münzen, welche geprüft wurden. Dennoch ist die Verschleißfestigkeit erfindungsgemäß weit überlegen. Es wird daher davon ausgegangen, daß umlaufende Ni-Cu-Ni-Münzen dem Gebrauch bzw. Mißbrauch weit besser widerstehen als die derzeit üblichen, nur mit Nickel beschichteten Münzen.

Die theoretische Erklärung für die überlegene Verschleißfestigkeit wird darin gesehen, daß die einlagige Nickelschicht der nur mit Nickel beschichteten Münzen nur eine einzige metallische Kornstruktur, nämlich eine Dendritstruktur hat und daher für das Entstehen von Kerben, Riefen und dergleichen wesentlich empfindlicher ist als die mehrlagige Ni-Cu-Ni-Schicht der erfindungsgemäßen Münzen, bei denen die Kornstrukturen und Größen der einzelnen Schichten verschieden sind und daher einen höheren Eindringwiderstand aufweisen, wenn die Münzen normal umlaufen oder wenn der Versuch unternommen wird, die Münzoberfläche absichtlich zu beschädigen.

Außer den in den Vergleichsversuchen ermittelten Vorteilen zeigten sich folgende zusätzliche Vorteile der erfindungsgemäßen Münzen:

a) Münzen mit einem Kern aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt, die unter Verwendung handelsüblicher Plattierlösungen mit einer Ni-Cu-Ni-Beschichtung plattiert wurden, zeigten eine helle Oberfläche mit einem hervorragenden optischen Aussehen und hervorragender Widerstandsfähigkeit gegen Anlaufen und Korrosion.
b) Das erfindungsgemäße System führt zu einer Münze, welche im Vergleich zu hoch-reinem Nickel (99% +), Kupfer-Nickel, rostfreiem Stahl (Typ 430) und anderen üblichen mit Nickel plattierten oder eine auflaminierte Nickeloberfläche besitzenden Münzen eine hervorragende Verschleißfestigkeit haben. Der Grund hierfür liegt in der Natur der mehrlagigen Unterbeschichtung.
c) Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Münzen haben typischerweise eine Nickelunterlage von 0,8-1,5 Gew.-%, eine Kupfer-Zwischenschicht von 4-7 Gew.-% und eine äußere Nickelschicht von 1-2 Gew.-%. Daher ergeben sich Einsparungen hinsichtlich der Materialkosten. Das Ni-Cu-Ni-System kostet etwa 60-66% des Materials für die untersuchten, mit Nickel beschichteten Münzen.
d) Das erfindungsgemäße System bietet einen besseren Widerstand gegen Korrosion und Korrosionsnarben als eine einlagige Metallschicht.
e) Das erfindungsgemäße System ist sehr flexibel, da die Herstellung des beschichteten Münzrohlings nach der Fertigstellung der Kupferschicht abgebrochen werden kann, um eine "Kupfermünze" herzustellen, oder fortgesetzt werden kann, um die äußere Nickelschicht zu erzeugen, so daß eine helle Münze bzw. "Silbermünze" hergestellt werden kann.
f) Die sämtlich sauren Plattierlösungen sind voll kompatibel, so daß eine gefährliche Mischung einer sauren Nickelplattierung und einer Kupferplattierung auf Zyanidbasis vermieden wird. Das erfindungsgemäße Ni-Cu-Ni-System ist ferner umweltfreundlicher als die häufig verwendeten Zyanidsysteme. Die bevorzugte saure Kupferplattierlösung kann leicht neutralisiert und entsorgt werden. Ein Bad auf Zyanidbasis macht das Zersetzen des Zyanids in in eine weniger gefährliche Verbindung erforderlich, ehe das Bad in eine konventionelle Abwasseranlage entleert werden kann.
g) Bei der Abscheidung der Kupferplattierung und der Abscheidung der äußeren Nickelschicht wird jeweils mit zwei unterschiedlichen Stromdichten gearbeitet. Insbesondere wird zu Beginn des Plattiervorgangs für ein kurzes Zeitintervall von beispielsweise 15-30 min mit einer sehr niedrigen Stromdichte von beispielsweise 20% der vollen Stromdichte gearbeitet und erst anschließend mit einem hohen Strom, d. h. mit der vollen Stromdichte. Dieses zweistufige Verfahren führt zu einer hervorragenden Bindung zwischen den Schichten - im Vergleich zu den üblichen Plattierverfahren, bei denen von Anfang an mit der vollen Stromdichte gearbeitet wird. Diese Praxis fördert die intermolekularen Bindungen zwischen unähnlichen Materialien sowie eine sorgfältige Beschichtung der Mikroporen. Außerdem wird die Gefahr einer Brückenbildung und einer daraus resultierenden Blasenbildung auf ein Minimum reduziert.
Das zunächst langsame Plattieren sorgt für eine innige und exzellente physikalische Bindung ohne eine Hochtemperatur-Behandlung, wie sie manchmal angewandt wird, um ein metallurgisches Diffundieren von Metall zum Zwecke einer besseren Bindung zu erreichen. Das erfindungsgemäße Verfahren führt somit zu Energieeinsparungen und kann die Gesamtbehandlungszeit und die Kosten für die Herstellung der Münzen verringern, da in einigen Fällen die Notwendigkeit für eine thermische Nachbehandlung entfällt.
h) Die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren angewandte Glühtemperatur ist niedrig und nähert sich nicht der Temperatur, bei der Phasenänderungen oder Änderungen der Kristallstruktur von einem körperzentrierten kubischen Ferrit zu einem oberflächenzentrierten kubischen Austenit auftreten. Dies erklärt die Fähigkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens, bequem Rohlinge mit einer Härte von 40 R30T zu erzeugen, während bei anderen üblichen Verfahren, bei denen man mit hoher Temperatur und thermischer Diffusion arbeitet, ein hoher Temperaturgradient auftritt, der es schwierig macht, eine mittlere Härte der Rohlinge von unter 45-50 R30T zu erreichen.
i) Die äußerst geschmeidige und weiche Kupfer-Zwischenschicht erleichtert den Materialfluß beim Prägevorgang. Es wird nur eine relativ niedrige Kraft benötigt, um die erfindungsgemäß hergestellten Münzen zu prägen, was zu einer deutlich höheren Lebensdauer der Prägestempel führt. Die Ni-Cu-Ni-Beschichtung bietet beim Prägen dank der Kupferschicht, welche geschmeidiger ist als eine einzige Nickelschicht, ein besseres Fließverhalten als eine einlagige Nickelschicht. Laborversuche haben in der Tat gezeigt, daß an den Prägestempeln um so früher Verschleißmarken bzw. -narben auftreten, je dicker die Nickelschicht ist, d. h. je höher der prozentuale Anteil des Nickels an der fertigen (bekannten) Münze ist. Dementsprechend verkürzt sich bei diesen bekannten Münzen bzw. Münzrohlingen die Lebensdauer der Prägestempel.
j) Die äußere Nickelschicht mit ihrer Dicke von etwa 0,005 mm ist relativ geschmeidiger als eine 6-8mal dickere Nickelschicht, wie sie benötigt wird, um eine gute Abdeckung und einen Schutz des Stahlkerns zu erreichen, wenn keine Kupferunterlagen vorhanden ist. Diese Tatsache hat sich wiederum als günstig für die Verringerung oder Vermeidung eines Phänomens erwiesen, welches bei der Münzherstellung als "starbursting" bezeichnet wird. Die dickere Nickelschicht hat nämlich höhere Dendritspitzen, die einen ziemlichen Abrieb verursachen. Die Abriebwirkung des Nickels verletzt dabei die Oberfläche der Prägestempel und beschädigt sie. Eine dünnere Nickelschicht hat dagegen nur kürzere Dendritspitzen, die einen entsprechend geringeren Abrieb bewirken.
k) Die Herstellung des Ni-Cu-Ni-Beschichtungssystems erfolgt etwa doppelt so schnell wie die Herstellung des Ni-Beschichtungssystems. Um eine Beschichtungsdicke mit 1% Nickel, 4-7% Kupfer und 1-1,5% Nickel zu erhalten, beträgt die Plattierzeit im Labor ohne die Spülzeiten 5,25-6 Stunden, während es etwa 11-12 Stunden dauerte, eine 6%ige Nickelplattierung zu erhalten.
l) Die Natur der mehrlagigen Beschichtung macht das ganze System weniger aktiv hinsichtlich der galvanischen Wirkung und der Potentialdifferenz zwischen dem Nickel und dem Stahlkern. Die Ergebnisse von Versuchen haben gezeigt, daß das mehrlagige System weniger stark zur Korrosion neigt als ein System mit einer einlagigen Nickelschicht.
m) Die Nickel-Kupfer-Nickel-Struktur auf Stahl ist wirtschaftlicher herzustellen und bietet einen besseren Schutz gegen Korrosion als eine Nickelschicht auf Stahl, da die dünnere und teurere Nickelschicht lediglich vorgesehen ist, um eine helle (silberne) Oberfläche der fertigen Münze zu erhalten, während die dickere, billigere Kupferschicht die Funktion einer Schutzschicht gegenüber dem Stahlkern übernimmt.

Claims

1. Rohling für eine Münze der dergleichen mit einem beschichteten, Mikroporen aufweisenden Eisenmetallkern, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (10) mit einem Nickelniederschlag (11) beschichtet ist, über dem eine Kupferbeschichtung (12) vorgesehen ist, deren Gewicht etwa 4-7 Gew.-% des Endgewichts des Rohlings beträgt und welche die Mikroporen des Kerns nicht überbrückt und das die Kupferbeschichtung bei mäßiger Temperatur derart geglüht ist, daß ihre Verformbarkeit beim Prägen oder dergleichen erhöht ist, ohne daß die Gefahr einer Blasenbildung bestünde.

2. Rohling nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine äußere Nickelbeschichtung vorgesehen ist, deren Gewicht etwa 1-1,5 Gew.-% des fertigen Rohling beträgt.

3. Rohling nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Nickelniederschlag, die Kupferbeschichtung und die äußere Nickelschicht derart ausgebildet sind, daß beim Prägen oder dergl. keine Risse oder Poren entstehen oder verbleiben, durch die der Eisenmetallkern von außen zugänglich wäre.

4. Rohling nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Nickelniederschlag keinen Glanzerzeugungszusatz enthält und daß die äußere Nickelschicht einen Glanzerzeugungszusatz enthält.

5. Rohling nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenhärte des mit Kupfer beschichteten Rohlings im geglühten Zustand in dem Bereich von 35 bis 40 R30T liegt.

6. Rohling nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenhärte der äußeren Nickelschicht im geglühten Zustand in dem Bereich von 45 bis 50 R30T liegt.

7. Verfahren zum Herstellen eines einen Kern aus einem Eisenmetall und eine den Kern umschließende Beschichtung aufweisenden Rohlings für eine Münze oder dergleichen, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

a) der Kern aus Eisenmetall wird in der Weise gereinigt, daß er im wesentlichen frei von Oxiden ist;
b) der gereinigte Kern wird durch Elektroplattieren mit einem Nickelniederschlag versehen;
c) der Nickelniederschlag wird durch Elektroplattieren mit einer Kupferbeschichtung versehen, wobei zunächst mit niedriger Stromdichte und anschließend mit hoher Stromdichte gearbeitet wird, um das Überbrücken von Mikroporen in dem Eisenmetallkern zu vermeiden oder auf ein Minimum zu reduzieren.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem Nickelniederschlag und der Kupferbeschichtung versehene Kern durch Elektroplattieren mit einer äußeren Nickelschicht versehen wird, wobei zunächst mit einer niedrigen Stromdichte und dann mit einer hohen Stromdichte gearbeitet wird, um das Überbrücken von Mikroporen in dem Eisenmetallkern zu vermeiden oder auf ein Minimum zu reduzieren.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der beschichtete Rohling zur Herstellung einer Münze einem Prägevorgang unterworfen wird, derart, daß das Entstehen von Sprüngen oder Poren, die den Eisenmetallkern freilegen würden, vermieden wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Reinigung des Eisenmetallkerns eine saure Lösung verwendet wird, um Oxide zu entfernen und daß der Kern unmittelbar anschließend mit einer Pufferlösung gespült wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß für die Herstellung des Nickelniederschlags ein stumpfes Nickelmaterial verwendet wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupferbeschichtung unter Verwendung eines sauren Bades aufgebracht wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die niedrigere Stromdichte, bei der die Kupferschicht aufgebracht wird, etwa 1,2-1,5 A/ft² (12,9-16,1 A/m²) beträgt.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die niedrigere Stromdichte, bei der die Beschichtung mit Kupfer erfolgt, etwa 1,2-1,8 A/ft² (12,9-19,4 A/m²) beträgt und daß die hohe Stromdichte etwa 6 bis 7 A/ft² (64,6-75,3 A/m²) beträgt.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die niedrigere Stromdichte, bei der die äußere Nickelschicht aufplattiert wird, etwa 0,5-0,7 A/ft² (5,38-7,5 A/m²) beträgt.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die hohe Stromdichte während der zweiten Phase des Abscheidens der äußeren Nickelschicht etwa 3-4 A/ft² (32,2-43 A/m²) beträgt.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Nickelniederschlag in einer solchen Dicke erzeugt wird, daß sein Nickelanteil am Gesamtgewicht des fertig beschichteten Teils 0,8-1,2 Gew.-% beträgt und daß die Kupferbeschichtung in der Weise aufgebracht wird, daß ihr Gewichsanteil an dem fertig beschichteten Gegenstand 4-7 Gew.-% beträgt.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Nickelschicht in der Weise aufgebracht wird, daß ihr Gewichtsanteil am Gesamtgewicht des fertig beschichteten Elements etwa 1-1,5 Gew.-% beträgt.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Herstellen der Kupferbeschichtung und vor dem Herstellen einer äußeren Nickelbeschichtung ein Glühen des beschichteten Rohlings bei einer Temperatur in dem Bereich von 500-600°C in einer reduzierenden Atmosphäre erfolgt.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß das beschichtete Element im Anschluß an die Erzeugung der äußeren Nickelschicht in einer reduzierenden Atmosphäre zunächst bei einer Temperatur in dem Bereich von 200-400°C geglüht wird, um das Entfernen von eingeschlossenem Wasserstoff zu fördern, und anschließend bei einer Temperatur von mindestens 530°C, um Materialspannungen auszugleichen, um die Kornstruktur des Kupfers zu verbessern und um die Bindung zwischen dem Kupfer und dem Nickel zu fördern.