整個(gè)硬幣的制造過(guò)程可以歸納為三個(gè)基本內(nèi)容：選材和坯餅處理、設(shè)計(jì)制模、壓印。
選材和坯餅處理
(一)選擇材質(zhì)
制造硬幣可以采用不同的金屬材質(zhì)，比較常見(jiàn)且相對(duì)價(jià)格低廉的金屬被用來(lái)鑄造低面額硬幣，而稀有金屬如黃金、白銀、鉑則被用來(lái)鑄造具有投資和收藏價(jià)值的紀(jì)念幣。
好的鑄幣材質(zhì)要求具有一定的物理特性，例如金屬質(zhì)地要軟而易于加工成形，同時(shí)還要有相當(dāng)?shù)挠捕纫员隳軌蚪?jīng)受流通過(guò)程中的磨損。由于兼具上述特性的金屬極少，因此鑄幣材質(zhì)通常是兩種或多種金屬熔為一體的合金。在美國(guó)和其他許多國(guó)家，常見(jiàn)使用的金屬有銅、鋅、鎳、鐵、鋁等，其中銅無(wú)論本身還是構(gòu)成合金都是一種非常理想的鑄幣材質(zhì)。金銀通常與其他金屬合金來(lái)提高硬度，銅就是首選材料。平常所說(shuō)的“純”普制金銀幣其實(shí)都含有微量的其他金屬成分，當(dāng)然，其價(jià)值還主要是按幣中貴金屬的含量來(lái)估算。制造合金的具體過(guò)程是：(1)將所選擇的金屬放在熔爐中熔成液態(tài)合金，澆入鑄錠（槽）冷卻或被壓制成條片（較厚）；(2)在液壓車(chē)間對(duì)鑄錠或較厚的條片進(jìn)行數(shù)次滾壓，使之成為厚度符合坯餅要求的條片 ；(3)將條片沖壓成半成品的坯餅，并等待進(jìn)一步加工處理。
(二)坯餅處理
硬幣是由坯餅壓印而成的，坯餅的好壞直接影響成品的質(zhì)量，因此坯餅的處理是一個(gè)非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。從合金條片沖壓下來(lái)的坯餅很粗糙，表面不光滑且四周有毛邊，需要進(jìn)一步精加工，具體步驟是：(ｌ)將坯餅放入外形類(lèi)似特制攪拌機(jī)的柱狀退火爐中，退火爐旋轉(zhuǎn)。高溫對(duì)坯餅進(jìn)行軟化處理。（2）退火軟化后的坯餅被置入稀釋的酸或肥皂溶液中進(jìn)行清洗。（3）用專(zhuān)門(mén)的機(jī)器設(shè)備對(duì)坯餅?zāi)ミ叀伖�。�?jīng)過(guò)以上處理后的坯餅就可以直接用來(lái)壓印硬幣了。與此同時(shí)，在另外的制模車(chē)間，設(shè)計(jì)制模工作已經(jīng)開(kāi)始了。
設(shè)計(jì)制模
(一)模具及其工作原理
對(duì)冶金學(xué)不甚了解的人很難想像硬金屬還可以像液體一樣四處流動(dòng)，但這是客觀事實(shí)，回為固體金屬可以在壓力下發(fā)生內(nèi)部結(jié)構(gòu)移動(dòng)而變形，就如同在汽車(chē)制造廠(chǎng)里把一塊（片）鋼板變成有著各種曲線(xiàn)形狀的汽車(chē)外形鋼架一樣。
使一塊金屬變成一枚有圖案的硬幣需要借助模具，而且是正面、背面兩個(gè)模子，因?yàn)槲锢韺W(xué)上力的作用是相互的，即力量相等、方向相反，任何人不可能把金屬坯餅置于空中來(lái)鑄造硬幣。實(shí)際操作的方法是，把其中的一個(gè)模子固定并將坯餅放在上面，用另一個(gè)可上下移動(dòng)的模子來(lái)沖壓，這樣就使坯餅的兩個(gè)面在相互力的作用下同時(shí)壓印上圖案。 模子一般由特種鋼制成，其表面刻有圖案且質(zhì)地堅(jiān)硬，可以在鑄造過(guò)程中使硬幣表面呈現(xiàn)鏡面效果。原先的模子是手工制成的，雕刻師用特制工具在模子表面艱難地刻劃出文字、數(shù)字及各種圖案。隨著技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)在制模普遍采用了雕刻機(jī)、電鍍、電腦輔助設(shè)計(jì)等設(shè)備和工藝來(lái)代替手工，效率和精確度都有了很大的提高。
由于硬幣表面是浮雕鏡面效果，因此工作模表面圖案的每一部分都是凹進(jìn)去的，即所說(shuō)的“陰模”。為了便于理解，在此舉例說(shuō)明，將一片鋁箔覆在一枚硬幣上，用擦子反復(fù)刮壓，然后取下鋁箔，會(huì)發(fā)現(xiàn)鋁箔與硬幣接觸的那一面出現(xiàn)了凹進(jìn)去的圖案，這是因?yàn)橛矌疟砻娴膱D案是凸出來(lái)的。同樣道理，如果硬幣表面的圖案是凹進(jìn)去的，則工作模表面圖案相應(yīng)是凸出來(lái)的。
(二)圖案從平面到立體的制模過(guò)程
圖案設(shè)計(jì)工作開(kāi)始于藝術(shù)家的平面畫(huà)稿，而使平面圖案變成硬幣上精美逼真的立體浮雕則需要一個(gè)復(fù)雜的工藝過(guò)程：(1)雕刻師用油土將畫(huà)稿上的平面圖案通過(guò)三維立體表現(xiàn)出來(lái)，然后翻成石膏�；驑�(shù)脂模 ；(2)將石膏�；驑�(shù)脂模放入電解液中，經(jīng)過(guò)電鍍制成圖案凸出的銅質(zhì)模坯，也稱(chēng)銅型或母模 ；(3)通過(guò)雕刻機(jī)上觸針和雕刻刀的同步劃動(dòng)而把母模上的立體圖案按既定的比例縮刻復(fù)制到另一個(gè)金屬模坯上，這就形成了原模，也稱(chēng)子模，其表面的浮雕效果與實(shí)際硬幣的完全相同 ；(4)把原模淬火增加硬度后，在大噸位液壓機(jī)上對(duì)另外的模坯進(jìn)行反復(fù)沖壓，形成圖案下凹、具有鏡面效果的工作模，然后再將工作模淬火提高硬度，以備壓印時(shí)用。
一個(gè)原模可以反復(fù)使用、沖壓翻制成很多圖案完全一樣的工作模，這就是為什么有些圖案不變的流通硬幣可以常年生產(chǎn)而不間斷的原因。應(yīng)當(dāng)說(shuō)，新的制模工藝不僅更加規(guī)范，而且效率有了很大的提高，它使得原來(lái)熟練的雕刻師需要花費(fèi)一整天才能做完的工作在幾個(gè)小時(shí)內(nèi)就可以完成。
壓印硬幣
以前的工作�？赡苤荒軌河装倜队矌�，而現(xiàn)在的工作模能夠壓印上百萬(wàn)枚硬幣�，F(xiàn)代的鑄幣機(jī)器是一種精確而高效的設(shè)備系統(tǒng)，集壓印和自動(dòng)傳送為一體，它以極快的速度連續(xù)把坯餅準(zhǔn)確地放到壓印位置并且沖壓可以瞬間完成，因此每分鐘有多達(dá)幾百枚的硬幣噴涌而出。
在早期人們通過(guò)手工錘擊方法鑄幣的時(shí)候，曾采用了金屬墊圈技術(shù)，這一技術(shù)現(xiàn)在仍被利用，即在金屬板上開(kāi)鑿一個(gè)與硬幣直徑相同的圓孔，將坯餅放入孔中，以防止在沖壓過(guò)程中坯餅由于受壓而延展變形。有齒邊的硬幣要求金屬墊圈內(nèi)側(cè)四周要設(shè)計(jì)成齒狀，機(jī)器沖壓時(shí)，坯餅四周的齒狀和正背面圖案同時(shí)壓印出來(lái)，成為有齒邊的硬幣；周邊有字的硬幣則要使用四周刻字的工作模和分割開(kāi)的金屬墊圈，然后通過(guò)液壓機(jī)將文字壓印上去。
現(xiàn)代鑄幣壓印機(jī)充分將機(jī)械力學(xué)原理應(yīng)用到實(shí)踐中，常見(jiàn)的沖壓機(jī)就是采用“曲桿動(dòng)力”驅(qū)使沖壓頭上下移動(dòng)（如同手指關(guān)節(jié)彎曲、伸直）來(lái)完成印壓。利用原模通過(guò)沖壓制成工作模需要幾百?lài)嵉膲毫�，壓印硬幣的噸位雖然小一些，但也需要相當(dāng)大的壓力，如一枚鎳幣需要30噸／平方英寸的壓力，而一枚銀幣則需要150噸／平方英寸的壓力，其他材質(zhì)的硬幣也基本在這個(gè)范圍內(nèi)。
就是通過(guò)上述的機(jī)械過(guò)程，坯餅被壓印成可流通的硬幣。
