解密奥运奖牌制作全过程：6000华丽“金镶玉”

7月27日，一列从上海直达北京的正常客运列车的一节软卧车厢里，上海造币有限公司副总经理黄平和生产处处长梁德奎“陪同”最后一批奥运奖牌“金镶玉”前往北京。　　这是一场跨越中国乃至南北半球的融合：来自青海昆仑山的玉石，经过在格尔木切料，在扬州加工成玉环，最后在位于上海苏州河畔的上海造币厂，与来自智利、澳大利亚的黄金、白银和铜，实现了“金玉合璧”。　　8月8日，这些奖牌连同此前上海造币有限公司交付的一共6000枚奥运奖牌，将正式亮相北京奥运会。　　“镶玉”　　上海造币厂是直属于中国印钞造币总公司的国家造币厂，主要生产流通金属铸币和贵金属纪念(章)，其生产的“1983年版熊猫金币”、“熊猫银币”荣获世界最佳金币奖、最佳银币奖。尤其是在与奖牌制作类似的大铜章的制作上，上海造币厂具备丰富经验，被誉为世界上一流的高浮雕金属压印。此前在中国举办的北京亚运会、世界大学生运动会和东亚运动会的奖牌以及一些重大的国内赛事的奖牌，也都出自上海造币厂。　　此次上海造币厂不仅承担了6000枚北京奥运会以及随后的残奥会的奖牌制作，还有奥运会表演项目金、银、铜奖牌和奥运参与牌、残奥参与牌的制作。　　2008年北京奥运会奖牌采用“金镶玉”方案，与金、银、铜牌相匹配的分别为白玉、青白玉和青玉，这也是奥运史上第一次使用两种不同的材质制作奥运奖牌。“金镶玉”的学名叫“金银镶嵌宝石玉器”，其历史可以追溯到汉代。“金镶玉”之所以华丽，就在一个“镶”字上。其要靠连续不断地敲击，把金丝或金片镶嵌到图案中。　　但是，在造币过程中，“金镶玉”却还是一种全新的工艺，从来没有碰到过。如何让玉完美地镶嵌在金属奖牌上，上海造币厂的工人们颇费了一番周折。　　“金镶玉”的诀窍在于奖牌金属内壁和玉环外缘的凹槽。金和玉并不是直接镶嵌在一起的，工人们正是借助这些凹槽，把密封圈加进去使得金和玉结合在一起。这个密封圈也同时起到缓冲震动波的作用，以在发生碰撞等事故时保护玉环。　　因此，要实现金和玉的完美镶嵌，首先就要保证奖牌内壁凹槽的一致性。为此，上海造币厂还专门研制了特种刀具，用数控车床车制凹槽，通过多次实验测出参数，控制误差，确保加工精度的一致性并保持在公差范围内。由于车凹槽是在奖牌上已经压印出希腊胜利女神和希腊潘纳辛纳科竞技场的浮雕图形之后，所以为了不破坏奖牌表面的图形，他们还使用专用工具，依靠摩擦力把金属夹住。　　“琢玉”　　金属加工好了，还要配上同样精确标准的玉环。玉环的外圆和内径都有一定的尺寸要求，如果玉环稍大，则嵌入奖牌时由于太紧容易碎掉，如果尺寸稍小，则与金属接触面缝隙过大，很难看。　　事实上，为了确保玉环的质量，扬州的工厂也引入了电脑数控的制玉设备，并且经过了数道工序的努力。玉环运到上海后，工作人员还是发现了问题：这些玉环的尺寸有大有小，不完全符合装配规格要求。“对于金属加工，我们可以达到微米级的误差，但是玉石加工达不到这种水平。”黄平说，这就给相应的金属加工带来难度。　　同时，“即使玉很薄，外缘上开的槽也会偏，这可能是因为在刻槽的时候玉环摆放的有些倾斜的缘故。”梁德奎表示，不仅是凹槽有偏向，而且还存在深浅不一的问题，这些都给装配出了难题。　　按照规定，这些不合格的玉环会被作为废品筛选出去。包括奖牌设计团队负责人之一王沂蓬和奖牌用玉鉴定师董振信，都在上海造币厂实地把关，严格筛选。据报道，2008年上半年的一次筛选中，200多片玉环的大部分被弃用了，只有80多片被交到下一道检测工序———尺寸检测。玉环内外圆的直径，被允许有正负0.025毫米的误差，超过此数，则要遭到第二次弃用。经过两道筛选之后，200多片玉环只剩下不到60片。一位参与制作的工作人员回忆，有一块白玉原料重737.5公斤，有人开价350万元。这块重737.5公斤的原料切开后，最后只选出20片玉环。　　据了解，由于玉环的大量被筛选出局，所以青海和扬州方面还得不断开采新的玉石并加工成玉环送往上海。甚至今年7月份还有玉环送来。事实上，7月3日，上海造币厂已经开始向北京奥组委交付奖牌，而最终完全交付奖牌的时间是在7月28日，因此留给上海造币厂进行加工的时间并不多。　　不仅如此，这些大量被筛选出局的玉环，由于其特殊的规格，而且比较薄，也不适合于加工成摆饰挂件之类的工艺品，其再利用的可能性也就比较小了。　　为了挽救这些品质好但尺寸不符要求的玉环，上海造币厂首先在金属上下功夫。“玉环尺寸稍大的，我们就在尺寸公差范围内把金属的孔车大一些，反之就小一些，以此来配玉的尺寸。”另外，黄平表示，主要是借助密封圈的作用。在得到北京奥组委人员的同意下，上海造币厂设计了十余种不同尺寸的硅胶圈，来弥补玉环凹槽深浅不一的问题。　　不过，由于密封圈一旦老化，也会导致玉环的松动，所以在王沂蓬最初的设计中也加了一道涂胶水的工序要求。由于担心胶水不小心涂到金属表面影响成色，工人们往往使用很小的工具一点点涂上去。“奖牌制作很费时间，都是人工活。”黄平说。　　据了解，上海造币厂最初使用的胶水是一家外国公司的产品，可是后来这家外国公司得知这一情况后，不仅胶水价格大幅度上涨，而且在市场上根本买不到货。为了解决这个问题，上海造币厂联合国内一家公司攻关，最终在奥运奖牌制作中使用了国货胶水。　　“金镶玉”设计最早提出时，国际奥委会专家曾对玉石易碎表示过担心。而在奥运赛场上，人们也常会看到获奖后的运动员由于异常亢奋，可能会将手中的奖牌抛向空中，甚至扔向观众席的场景，这可能会造成奖牌的损毁。　　当时，王沂蓬说服国际奥委会批准设计的一个试验结果是，奖牌从2米的空中坠落而玉环没有损坏。现在，上海造币厂把测试距离拉升至了3米。　　经过一系列努力后，玉环终于牢牢镶嵌在了奖牌上。在随后的破坏性测试中，奖牌从3米的高度坠地，即使奖牌表面有损坏，有些玉环出现裂纹，但是，“整块、碎片掉下来是没有的。”黄平说。　　“磨金”　　由于本届奥运奖牌独特的“金镶玉”设计，因此在奖牌制作中，外界普遍认为镶玉是最难的工序，但梁德奎却认为并非如此。“以金牌为例，共有30多道工序，玉石装配只是其中之一，主要的工序还是在前面金属的制作，而这其中有2/3是我们所不熟悉的。”　　据记者了解，在奖牌生产工艺流程中，产品压印以后的工序不属于传统钱币生产的范畴。同时，由于实验室制作样品与规模生产之间存在很大的差异，所以在实际生产过程中，上海造币厂遇到许多棘手的问题。　　传统的钱币制作属于冷加工，一般只需要经过熔铸、冷轧、压印等环节即可完成，而在奖牌制作中，包括玉环的镶嵌、吊环的安装、奖牌字样的规范以及整体质量的零缺陷，都是奖牌制作的重点和难点。　　其中吊环安装环节的高温焊接和由此带来的金属变形变色，梁德奎认为是困扰他们的最大问题。　　上海造币厂之前制作的奖牌。“吊环都是利用机械原理用螺丝拧上去的，但是这次，由于玉双龙蒲纹璜状的吊环凸出来的地方很细很长，而细长的螺丝强度不够，另外，螺丝经过震动后也会松脱，所以最终要求采用焊接的工艺。”梁德奎说。　　焊接并不是造币行业擅长的，除了要保证吊环与奖牌母体必须在圆周和厚度两个方向居中，焊料和焊药不得破坏奖牌和吊环本身，焊接后，还要逐枚做拉力试验并修磨焊点。最主要的，就是要解决由于高温焊接带来的银、铜金属表面严重变色问题。为彻底解决变色问题，上海造币厂也采取了整体喷砂、抛光、镏制等多种物理和化学的办法来处理。　　镏制后，奖牌会刻上具体的项目名称，这个时候，还需要另外一道工序，就是表面保护，也就是喷漆。要求喷漆后奖牌表面要均匀，不能有油漆局部积聚之处。奖牌表面色泽效果保持与没喷漆时一致。　　由于玉环没有按照原计划到达上海，致使奖牌大规模镶玉延至6月份进行，此时正值上海的梅雨季节，室内的湿度往往达到80%~90%，而这种湿气以及空气中的硫，特别容易导致白银和铜表面硫化变色。　　对此，黄平表示，上海造币厂一方面紧急添置、调配了4台大功率去湿机用于生产现场降低空气湿度，使之保持在50%以下，另外就是所有的安装工人都要戴口罩，以防止呼吸、口水带来的湿气对奖牌造成影响。“运动员的奖牌是一生的付出，如果收藏一段时间发现颜色变化，心里肯定不舒服，所以我们也希望精益求精。”　　保密　　要实现零缺陷，黄平表示，还有很重要的一点，就是严格控制镀金质量。“金牌并不是纯金的，而是在银牌表面镀上了6克纯金。如果少于6克，就不合格。”　　而要控制好镀金的重量，重点是控制好电镀时间及电流大小，同时金属表面色泽必须均匀，晶粒致密，不允许有局部发亮或镀金层疏松或表层起皮等现象发生。　　为此，每一枚奖牌在电镀之前都会用电子天平称重，然后放入电镀槽。同时，由于电镀时每个位置的电流不同，因此工作人员逐枚将奖牌编号，电镀期间每隔一段时间后交换位置，并多次称重，从而确保同批奖牌镀金重量一致。为了控制时间和效果，黄平表示，他们会把重量相近的几枚奖牌放在一起电镀。这样下来，最后每枚金牌镀金重量都很好地控制在6~6.1克。　　另外，为奖牌美观的需要，设计的吊环顶部非常尖锐，在焊接后批量生产的各工序中，奖牌之间极易相互碰伤。为了避免奖牌碰伤，上海造币厂的工作人员还自行设计出多种用具：“安全袋”——用软纸口袋将每一枚奖牌套起来;“九宫格”——将奖牌在托盘中隔离;“饼干卷”——将奖牌固定，等等。　　梁德奎表示，接到奥运奖牌制作的任务后，上海造币厂从上到下都非常重视，并在去年10月成立了奖牌制作工作组，成为奖牌制作各道工序的骨干力量。他们组织技术能手进行攻关和试生产，从“不会”到“会”，再到“熟练”，从原来的平均1人1天装配10枚奖牌，到后来的平均1人1天装配50枚奖牌。　　针对奖牌品质、安全、环保等方面的要求，上海造币厂还组织了内部检测和外部检测。内部检测由本公司人员对各工序实行检查;外部检测分别由上海材料研究所、上海涂料研究所、上海天祥质量技术服务有限公司、上海橡胶制品研究所等权威检测机构提出了厚厚的一本《第29届奥林匹克运动会奖牌检测报告》。　　对于上海造币厂来说，不仅要保证奥运奖牌的质量与速度，还要保证安全。为了保证在整个制作过程中产品材料以及奖牌成品的安全，上海造币厂制定了严格的安保措施。“我们从仓库开始控制，每天有多少坯饼要点数，然后有多少成品废品，每天都要结清。仓库实行双人管理，另外车间还有安检门，通过安检门时甚至一个回形针都会被发现，更别说这么大的奖牌了。”黄平说，员工也签了保密协议，不允许向家人亲属讲述情况。“别人问我们奖牌做的怎么样，我们也都不能说。”