所述方法的可選方面中，所述方法還可以包括對經(jīng)拋光的基體進(jìn)行清潔和干燥以使青銅的金黃色外觀顯露出來或增強(qiáng)。
[0041]在另一方面中，提供了一種金黃色青銅外觀制品，其包括:
[0042]具有外部接觸區(qū)的芯；
[0043]與芯的外部接觸區(qū)鄰接并且包含退火誘導(dǎo)相互擴(kuò)散的銅與錫的粉色區(qū)域，粉色區(qū)域具有低于約8% wt的錫含量，并且具有足夠低的鎳含量使得基本不具有包含鎳和錫的金屬間相；以及
[0044]與粉色區(qū)域鄰接并且包含退火誘導(dǎo)相互擴(kuò)散的銅與錫的金黃色青銅區(qū)域，其中錫與銅完全相互擴(kuò)散并且以約8% wt至約15.8% wt之間的錫濃度存在，所述外部金黃色青銅區(qū)域具有不含錫熔池的金黃色青銅外觀的外表面。
[0045]在所述制品的可選方面中，金黃色青銅區(qū)域的外表面可以被拋光并且不含不需要的表面化合物。
[0046]在所述制品的可選方面中，金黃色青銅區(qū)域和粉色區(qū)域可以通過對兩個鄰接的
(i)銅鍍層和(ii)錫鍍層進(jìn)行退火而制造，所述(i)銅鍍層和(ii)錫鍍層具有足以制造所述金黃色青銅區(qū)域的錫-銅厚度比，所獲得的所述錫濃度在約8% wt至約15.8% wt之間。
[0047]在所述制品的可選方面中，金黃色青銅區(qū)域和粉色區(qū)域可以通過對第一銅層、中間錫層和銅和/或鋅的頂部層進(jìn)行退火而制造，所述第一銅層、中間錫層和銅和/或鋅的頂部層具有足以制造所述金黃色青銅區(qū)域的相應(yīng)厚度，所述錫的濃度在約8% wt至約15.8%wt之間。
[0048]在所述制品的可選方面中，銅和/或鋅的頂部層的厚度可以在約0.1 μπι至約
0.8 μπι 之間。
[0049]在所述制品的可選方面中，所述制品可以具有從芯與粉色區(qū)域之間的界面至金黃色青銅區(qū)域的外表面不同的錫含量?？蛇x地，所述不同的錫含量可以從芯與粉色區(qū)域之間的界面至金黃色青銅區(qū)域的外表面增加。另外可選地，所述不同的錫含量可以從芯與粉色區(qū)域之間的界面至金黃色青銅區(qū)域的中間區(qū)域增加并從金黃色區(qū)域的中間區(qū)域至金黃色青銅區(qū)域的外表面減少。
[0050]在所述制品的可選方面中，芯可以包括鋼、鋁、黃銅、銅、它們的合金或它們的組入口 O
[0051 ] 在所述制品的可選方面中，金黃色青銅區(qū)域還可以包括與銅和錫相互擴(kuò)散的鋅。
[0052]在所述制品的可選方面中，所述制品可以具有硬幣、圓盤、平面物體、或它們的類似物的形式。
[0053]在另一方面中，提供了一種用于在制造金黃色青銅外觀制品中使用的多層基體，所述多層基體包括:
[0054]具有外部接觸區(qū)的芯；
[0055]鍍覆在所述芯的所述外部接觸區(qū)上并具有銅層厚度的銅層；以及
[0056]鍍覆在所述銅層上的錫層，
[0057]其中所述芯的所述接觸區(qū)具有足夠低的鎳含量以減少或防止在退火處理期間在所述外部接觸區(qū)附近形成包括錫和鎳的金屬間化合物；
[0058]其中所述錫層根據(jù)所述銅層厚度具有錫層厚度，使得所述錫層與所述銅層在退火處理時相互擴(kuò)散以形成錫含量在約8% wt至約15.8% wt之間的青銅層。
[0059]在所述基體的可選方面中，所述基體還可以包括鍍覆在錫層上的包括銅和/或鋅的頂部金屬層。
[0060]在另一方面中，提供了一種根據(jù)上面限定的方法的用于制造造幣坯的用途。
[0061]在另一方面中，提供了一種根據(jù)上面所限定的金黃色青銅外觀制品作為造幣的用途。
[0062]在另一方面中，提供了一種根據(jù)上面所限定的多層基體的用于通過退火制造金黃色青銅外觀制品的用途。
[0063]在另一方面中，提供了一種制造具有金黃色青銅外觀的制品的方法，所述方法包括對多層基體進(jìn)行退火，所述多層基體包括:
[0064]具有外部接觸區(qū)的芯；
[0065]鍍覆在所述芯的所述外部接觸區(qū)上并具有銅層厚度的銅層；
[0066]鍍覆在所述銅層上并具有錫層厚度的錫層；以及
[0067]鍍覆在所述錫層上的頂部金屬層，頂部金屬層包括銅和/或鋅并
[0068]具有頂部層厚度，
[0069]其中退火在升高的退火溫度下進(jìn)行退火停留時間，退火溫度和退火停留時間根據(jù)彼此控制為使錫層能夠擴(kuò)散到銅層中并制造包括具有金黃色外觀的經(jīng)相互擴(kuò)散的外部青銅層的經(jīng)退火的基體；以及
[0070]其中錫層厚度和頂部層厚度足以使錫層與銅層一起與所述頂部金屬層進(jìn)行擴(kuò)散以制造錫濃度在約8% wt至約15.8% wt的范圍的所述經(jīng)相互擴(kuò)散的外部青銅層，并減少或防止在退火期間形成錫熔池。
[0071]在另一方面，提供了一種制造具有紅色青銅外觀的制品的方法，所述方法包括對多層基體進(jìn)行退火，所述多層基體包括:
[0072]具有外部接觸區(qū)的芯；
[0073]鍍覆在所述芯的所述外部接觸區(qū)上并具有銅層厚度的銅層；以及
[0074]鍍覆在所述銅層上的錫層，
[0075]其中所述芯的所述接觸區(qū)具有足夠低的鎳含量以減少或防止在退火期間在外部接觸區(qū)附近形成包括錫和鎳的金屬間化合物；
[0076]其中退火在退火溫度下進(jìn)行退火停留時間，退火溫度和退火停留時間根據(jù)彼此控制為使錫層能夠擴(kuò)散到所述銅層中并制造包括具有金黃色外觀的經(jīng)相互擴(kuò)散的外部青銅層的經(jīng)退火的基體；以及
[0077]其中所述錫層鍍覆為具有根據(jù)所述銅層厚度的錫層厚度，使得經(jīng)相互擴(kuò)散的外部青銅層具有低于約8% wt的錫含量。
[0078]在另一方面中，提供了一種根據(jù)上述方法制造的青銅制品。
[0079]應(yīng)該注意的是，上述方法的任何特征或步驟均可以被組合和/或適于上述青銅制品和多層基體的任何特征而不脫離本發(fā)明的范圍。
【附圖說明】
[0080]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方案的用于在造幣坯上形成青銅合金層的方法步驟的框圖。
[0081]圖2是Cu-Sn合金的二元相圖。
[0082]圖3是具有錫熔池的造幣坯的照片。
[0083]圖4是通過根據(jù)本發(fā)明的實施方案的方法制造的具有類似金黃色的青銅表面的造幣坯的照片。
[0084]圖5是Sn-Ni平衡的二元相圖。
[0085]圖6是Sn-N1-Cu平衡的三元相圖。
[0086]圖7是錫擴(kuò)散到銅中的三種形態(tài)的示意性截面視圖。
[0087]圖8是根據(jù)本發(fā)明的實施方案的鍍覆有1.5 ym的錫、在25分鐘的時間段退火到750°C的造幣坯的截面圖。
[0088]圖9是具有錫恪池的造幣還的照片。
[0089]圖10是通過根據(jù)本發(fā)明的實施方案的方法制造的具有類似金黃色的青銅表面的造幣坯的照片。
[0090]圖11是根據(jù)本發(fā)明的實施方案的鍍覆有5 ym鎳層、20 ym銅層和2.5 ym錫層并在650°C下退火60分鐘的造幣坯的中心的截面圖。
[0091]圖12是根據(jù)本發(fā)明的實施方案的鍍覆有5 μ m鎳層、20 μ m銅層和2.5 μ m錫層并在650°C下退火60分鐘的造幣坯的邊緣的截面圖。
[0092]圖13是根據(jù)本發(fā)明的實施方案的鍍覆有25 μ m銅層和2.5 ym錫層并在700°C下退火30分鐘的造幣坯的中心的截面圖。
[0093]圖14是根據(jù)本發(fā)明的實施方案的鍍覆有25 μ m銅層和2.5 ym錫層并在700 °C下退火30分鐘的造幣坯的邊緣的截面圖。
[0094]圖15是通過根據(jù)本發(fā)明的實施方案的方法制造的具有類似金黃色的青銅表面的造幣坯的照片。
[0095]圖16是圖15的造幣坯的截面圖。
[0096]圖17是根據(jù)本發(fā)明的實施方案的鍍覆有23 ym堿性銅層、2.0ym錫層和0.3 ym頂部銅層并在700°C下退火30分鐘的造幣坯的中心的截面圖。
[0097]圖18是表明在圖17的退火坯的青銅層中Sn百分比的EDS分析。
[0098]圖19是根據(jù)本發(fā)明的實施方案的鍍覆有5 μ m鎳層、20 μ m酸性銅層、5.0 μ m錫層和0.3 μπι頂部鋅層并在650°C下退火60分鐘的造幣坯的中心的截面圖。
[0099]圖20是表明在圖19的經(jīng)退火的坯的青銅層中Sn的百分比的EDS分析。
[0100]圖21是根據(jù)本發(fā)明的實施方案的鍍覆有5 μ m鎳層、20 μ m酸性銅層、5.0 ym錫層和0.3 μ??頂部鋅層并在650°C下退火60分鐘的造幣坯的邊緣的截面圖。
[0101]雖然將結(jié)合示例性實施方案來描述本發(fā)明，但應(yīng)該理解的是，這并不意在將本發(fā)明的范圍限制于這些實施方案。相反，這意在覆蓋如在由所附權(quán)利要求所限定的一樣可以包括的所有替選方案、修改方案和等同方案。
【具體實施方式】
[0102]本發(fā)明提供了用于增強(qiáng)制造金黃色青銅以及具有金黃色外觀的制品的技術(shù)。雖然下面描述的各種實施例基于制造造幣坯上的金黃色青銅層，但應(yīng)該理解的是，本文中描述的技術(shù)還可以涉及其它金屬制品例如可以被電鍍和退火以提供金黃色外觀的制品。
[0103]青銅是銅與錫的合金。可以通過電鍍在基體上鍍覆青銅層以形成青銅制品。使用電解槽來進(jìn)行金屬的電鍍。電解槽包括由陰極和陽極構(gòu)成的電極。待被鍍覆的基體為陰極，陽極由待被鍍覆到基體上的金屬制成。將電極浸沒在包含離子、陽離子和陰離子并且優(yōu)選為待被鍍金屬的相應(yīng)陽離子的電鍍?nèi)芤褐?，例如，如果電鍍銅，則電鍍?nèi)芤汉珻u2+陽離子。電鍍?nèi)芤簜鲗?dǎo)由連接至電極的電源供給的電流。陽極金屬被氧化，釋放出與電鍍?nèi)芤旱年庪x子相互作用的相應(yīng)金屬陽離子。然后這些陽離子在陰極處被還原并在陰極上形成所需金屬沉積物。
[0104]在本發(fā)明的一方面中，提供了一種多層鍍覆方法以制造具有金黃色外觀的青銅。為了獲得青銅，使基體鍍覆有包括至少一個銅層和一個錫層的多個金屬層，這些金屬層將經(jīng)歷退火以使錫擴(kuò)散到銅中并形成外部金黃色青銅層。
[0105]基體包括具有外部接觸區(qū)的芯，外部接觸區(qū)可以包括可以與芯的其他部分相同或不同的一種或多種材料。例如，芯及其外部接觸區(qū)可以完全由鋼制成或者可以由鍍覆有其他金屬的鋼制成，使得接觸區(qū)包括所述其他金屬。接觸區(qū)可以包括各種金屬化合物例如鋼、鋅、銅或低成本的合金例如彈殼黃銅?；w芯的接觸區(qū)具有含量足夠低的鎳以減少或防止退火期間在接觸區(qū)附近形成包含錫和鎳的金屬間化合物?？蛇x地，芯的接觸區(qū)完全不包含鎳。下面將進(jìn)一步討論更多關(guān)于鎳的效果。
[0106]另一方面，所述方法可以包括在芯的接觸區(qū)上鍍覆至少一個銅層以制造鍍銅基體。因此，基體的接觸區(qū)鍍覆有銅使得接觸區(qū)與銅層鄰接?？蛇x地，鍍銅基體可以包括包覆有可以具有不同厚度的兩個或