RU2365668C2 - Method of restoration of sound caracteristics of metal cast percussion musical instrument - Google Patents
Method of restoration of sound caracteristics of metal cast percussion musical instrument Download PDFInfo
- Publication number
- RU2365668C2 RU2365668C2 RU2007140517/02A RU2007140517A RU2365668C2 RU 2365668 C2 RU2365668 C2 RU 2365668C2 RU 2007140517/02 A RU2007140517/02 A RU 2007140517/02A RU 2007140517 A RU2007140517 A RU 2007140517A RU 2365668 C2 RU2365668 C2 RU 2365668C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- instrument
- pressure
- bell
- sound
- temperature
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Stringed Musical Instruments (AREA)
- Cleaning In General (AREA)
- Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к восстановлению поврежденных металлических изделий, в частности к способам восстановления звуковых характеристик металлических литых ударных музыкальных инструментах, возникающих как при эксплуатации изделий, так и при их изготовлении, и может быть применено в колокольном деле для исправления дефектов колоколов, улучшения акустических свойств и повышения прочностных данных колоколов, используемых для звона.The invention relates to the restoration of damaged metal products, in particular to methods for restoring the sound characteristics of metal cast percussion musical instruments arising both in the operation of the products and in their manufacture, and can be used in bell-ringing to fix bell defects, improve acoustic properties and increase strength data bells used for ringing.
Известен способ устранения пористости в отливке металлических корпусов колоколов литьем выжиманием с кристаллизацией под давлением (патент RU №2307402, кл. G01K 1/00, опубл. 27.09.2007 г.). Способ позволяет избежать появления трещин в процессе литья колокола. Однако способ не может быть применим для устранения внутренних дефектов уже отлитых изделий.A known method of eliminating porosity in the casting of metal bell housings by extrusion molding with crystallization under pressure (patent RU No. 2307402,
Известен способ устранения трещин в поверхностном слое металлической детали, включающий нагрев детали в муфельной печи и последующее оплавление трещины лазерно-дуговым источником (патент RU №2056253, кл. В23Р 6/04, опубл. 20.03.1996). Данный способ имеет ограниченное применение, так как позволяет устранять трещины в деталях простой формы; данный способ, например, не позволяет устранять трещины в крупногабаритных изделиях сложной формы, к которым можно отнести и колокольные изделия.A known method of eliminating cracks in the surface layer of a metal part, including heating the part in a muffle furnace and subsequent fusion of the crack with a laser-arc source (patent RU No. 2056253, class B23P 6/04, publ. March 20, 1996). This method has limited application, since it allows you to eliminate cracks in the details of a simple form; This method, for example, does not allow to eliminate cracks in large-sized products of complex shape, which can also include bell products.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ устранения трещин в поверхностном слое детали, включающий нагрев детали при температуре не ниже 970°С в газовой среде, содержащей хлориды никеля, после нагрева проводят алитирование или хромоалитирование при температуре не ниже 400°С и затем осуществляют пластическую деформацию алитированного или хромоалитированного слоя газовой средой под давлением не ниже 30 МПа при температуре не ниже 600°С (патент RU №2305027, кл. В23Р 6/00, опубл. 27.08.2007 г.).The closest in technical essence and the achieved effect is a method of eliminating cracks in the surface layer of a part, including heating the part at a temperature of at least 970 ° C in a gas medium containing nickel chloride, after heating, alimentation or chromoalting is carried out at a temperature of at least 400 ° C and then carry out plastic deformation of the alitized or chromoalitic layer with a gaseous medium under a pressure of at least 30 MPa at a temperature of at least 600 ° C (patent RU No. 2305027, class B23P 6/00, published on August 27, 2007).
Данный способ также имеет ограниченное применение, так как не позволяет устранять внутренние дефекты в виде несплошностей, раковин, трещин, газовых пустот литых металлических изделий, в частности, колоколов и других литых ударных музыкальных инструментов.This method also has limited use, since it does not allow to eliminate internal defects in the form of discontinuities, shells, cracks, gas voids of cast metal products, in particular bells and other cast percussion musical instruments.
Как видно из приведенных аналогов, проблема заключается в том, что церковные и другие колокола на протяжении многих веков изготовляются методом литья (в основном из колокольной бронзы и чугуна) и обязательно имеют внутренние дефекты в виде несплошностей: трещины, пузыри, раковины, шлаковые включения и т.д. Эти дефекты ухудшают акустические характеристики колокола (тембр, чистоту и время звучания) и его работоспособность, так как любая несплошность является концентратором напряжений, которые ускоряют раскол колокола при звоне в него. Поэтому в зависимости от качества литья и условий эксплуатации колокол мог прослужить один день, а мог и целые столетия.As can be seen from the above analogues, the problem is that church and other bells for many centuries are made by casting (mainly from bell bronze and cast iron) and must have internal defects in the form of discontinuities: cracks, bubbles, shells, slag inclusions and etc. These defects worsen the acoustic characteristics of the bell (timbre, clarity and playing time) and its performance, since any discontinuity is a stress concentrator that accelerates the split of the bell when it rings. Therefore, depending on the quality of the casting and operating conditions, the bell could last one day, or it could last centuries.
Задачей изобретения является разработка способа восстановления звуковых характеристик металлических литых ударных музыкальных инструментов для получения красивого чистого звука.The objective of the invention is to develop a method for restoring the sound characteristics of metal cast percussion musical instruments to obtain beautiful clear sound.
Поставленная задача решается предлагаемым способом восстановления звуковых характеристик металлического литого ударного музыкального инструмента, заключающимся в том, что инструмент нагревают в газовой среде при давлении 1000-2000 атмосфер до температуры пластической деформации материала инструмента и выдерживают в течение не менее одного часа, затем давление снижают в 2-3 раза и выдерживают не менее 3 часов, после чего проводят сброс давления до атмосферного с последующим снижением температуры до комнатной в течение времени, достаточного для рекристаллизации материала инструмента.The problem is solved by the proposed method of restoring the sound characteristics of a metal cast percussion musical instrument, which consists in the fact that the instrument is heated in a gas medium at a pressure of 1000-2000 atmospheres to the temperature of plastic deformation of the instrument material and is held for at least one hour, then the pressure is reduced by 2 -3 times and can withstand at least 3 hours, after which they carry out pressure relief to atmospheric pressure, followed by lowering the temperature to room temperature for a time sufficient o for recrystallization of tool material.
Способ проводят в нейтральной газовой среде, например в среде инертного газа.The method is carried out in a neutral gas environment, for example in an inert gas environment.
Сущность изобретения заключается в следующем. Литой ударный музыкальный инструмент, например колокол, помещают в термостат, который заполняют нейтральной газовой средой, например аргоном. На фиг.1 приведена диаграмма изостатической обработки колокола. Изделие нагревают в нейтральной атмосфере при повышении давления до 1000-2000 атмосфер до достижения температуры пластической деформации материала изделия. На диаграмме это соответствует интервалу времени Т0-Т1. Для каждого материала это свой показатель. Так, например, колокольная бронза достигает пластической деформации при 520-620°С. При достигнутой температуре изделие выдерживают в течение определенного времени, (T1-T2), но не менее одного часа. При этом в период Т1-Т2 проходит обжатие изделия, достигшего пластической деформации. Сначала обжатие проводят при давлении 1000-2000 атмосфер (Т1-Т2), затем изделие обжимают при давлении в 2-3 раза ниже первоначального в течение не менее трех часов (Т2-Т3). Это позволяет снизить технологические затраты на обслуживание термостата, но сохранить условия для начала рекристаллизации материала. При выдержки менее трех часов устранение внутренних дефектов в материале колокола может пройти частично, что не позволит достичь желаемого качественного результата. Далее следует сброс давления до атмосферного, прекращение нагрева и остывание изделия в термостате до комнатной температуры (Т3-Т4). Проходит рекристаллизация материала несплошности, и материал становится наподобие кованному. На фиг.2 приведена увеличенная фотография колокольной бронзы после обработки заявляемым способом (псевдокованый сплав).The invention consists in the following. A molten percussion instrument, such as a bell, is placed in a thermostat, which is filled with a neutral gas medium, such as argon. Figure 1 shows a diagram of the isostatic processing of the bell. The product is heated in a neutral atmosphere with an increase in pressure to 1000-2000 atmospheres until the temperature of plastic deformation of the material of the product is reached. In the diagram, this corresponds to the time interval T 0 -T 1 . For each material, this is its own indicator. So, for example, bell bronze reaches plastic deformation at 520-620 ° C. At the achieved temperature, the product is maintained for a certain time, (T 1 -T 2 ), but not less than one hour. In this case, during the period T 1 -T 2 , the compression of the product that has reached plastic deformation takes place. First, the compression is carried out at a pressure of 1000-2000 atmospheres (T 1 -T 2 ), then the product is crimped at a pressure of 2-3 times lower than the original for at least three hours (T 2 -T 3 ). This allows you to reduce the technological costs of maintenance of the thermostat, but to save the conditions for the beginning of recrystallization of the material. If the exposure time is less than three hours, the elimination of internal defects in the material of the bell may pass partially, which will not allow to achieve the desired quality result. This is followed by pressure relief to atmospheric pressure, the cessation of heating and cooling of the product in the thermostat to room temperature (T 3 -T 4 ). Recrystallization of the discontinuity material takes place, and the material becomes like forged. Figure 2 shows an enlarged photograph of bell bronze after processing the inventive method (pseudo-forged alloy).
График температурного режима разрабатывается индивидуально для каждого колокола с тем, чтобы на первом этапе облегчить пластическую деформацию, а затем правильно осуществить рекристаллизацию сплава с целью восстановления акустических свойств колокола.The temperature schedule is developed individually for each bell so that at the first stage it facilitates plastic deformation, and then correctly recrystallizes the alloy in order to restore the acoustic properties of the bell.
Для экспериментального подтверждения был взят старый колокол из колокольной бронзы, изготовленный в России примерно в конце XIX века, с диаметром на срезе - 545 мм, весом - 99 кг (~ 6 пудов) (фиг.3). Колокол звучал плохо, длительность звучания была не более 10 секунд, что явно недостаточно для колокола такого веса. Снятые акустические характеристики подтверждали плохое состояние колокола, что показано на диаграммах фиг.4 (частотная диаграмма через 0,1 сек после удара) и фиг.5 (диаграмма затухания звука колокола). Частота унтертона - 301,70 Гц (нота Pel +46), угол затухания ~ 60 градусов. Звук снимали лазерным мини-дисковым магнитофоном MZ-R909 с помощью электретного конденсаторного микрофона ECM-MS907 с последующей расшифровка записей звука на компьютере с помощью программы «Спектра-плюс». Колокол поместили в термостат, последний заполнили аргоном и выдержали колокол при температуре 610-620°С и давлении аргона 1500 атм в течение 3 часов. Затем давление в термостате снизили до 500 атм, и при температуре 610-620°С продолжили процесс выдержки в течение 5 часов. После этого давление сбрасывали до атмосферного, и колокол остывал вместе с термостатом до комнатной температуры (около 12 часов). В эксперименте использовали термостат швейцарской фирмы "ABRA" с габаритами загрузочной корзины: диаметр - 700 мм и высота - 1500 мм. Осмотр колокола после ремонта показал, что внешний вид и размеры не изменились (фиг.6). При этом звучание стало заметно лучше и дольше, звук ровный с еле заметными биениями. Окончательную оценку исправления внутренних дефектов колокола дал анализ его акустических характеристик до и после ремонта. На фиг.7 показана частотная диаграмма звучания колокола после устранения внутренних дефектов колокола, а на фиг.8 и фиг.9 - диаграммы затухания звука этого колола (на фиг. показана трехмерная диаграмма). Из этих диаграммы видно, что унтертон несколько изменился 309,52 Гц (нота # Pel -9), как и должно быть, в большую сторону (на 45 центов, т.е. почти на четверть тона). Соответственно изменились и остальные обертона. Длительность звучания увеличилась. Угол затухания увеличился с 60 до 82 градусовFor experimental confirmation, we took an old bell from bell bronze, made in Russia around the end of the 19th century, with a cut diameter of 545 mm and a weight of 99 kg (~ 6 pounds) (Fig. 3). The bell sounded bad, the duration of the sound was no more than 10 seconds, which is clearly not enough for a bell of this weight. The recorded acoustic characteristics confirmed the poor state of the bell, as shown in the diagrams of Fig. 4 (frequency diagram 0.1 seconds after the impact) and Fig. 5 (bell sound attenuation diagram). Unterton frequency - 301.70 Hz (note Pel +46), attenuation angle ~ 60 degrees. The sound was recorded with a MZ-R909 mini-disk laser tape recorder using an ECM-MS907 electret condenser microphone, followed by decoding of sound recordings on a computer using the Spectra-plus program. The bell was placed in a thermostat, the latter was filled with argon and the bell was held at a temperature of 610-620 ° C and argon pressure of 1500 atm for 3 hours. Then the pressure in the thermostat was reduced to 500 atm, and at the temperature of 610-620 ° C, the aging process was continued for 5 hours. After that, the pressure was released to atmospheric pressure, and the bell cooled with the thermostat to room temperature (about 12 hours). In the experiment, a thermostat of the Swiss company "ABRA" was used with the dimensions of the loading basket: diameter - 700 mm and height - 1500 mm. Inspection of the bell after repair showed that the appearance and dimensions did not change (Fig.6). At the same time, the sound became noticeably better and longer, the sound is even with barely noticeable beats. The final assessment of the correction of internal defects of the bell gave an analysis of its acoustic characteristics before and after repair. In Fig.7 shows the frequency diagram of the sound of the bell after eliminating the internal defects of the bell, and Fig.8 and Fig.9 is a diagram of the attenuation of sound of this bell (Fig. Shows a three-dimensional diagram). It can be seen from these diagrams that the non-interton slightly changed 309.52 Hz (note # Pel -9), as it should be, in a larger direction (by 45 cents, i.e. by almost a quarter tone). The other overtones have changed accordingly. The duration of the sound has increased. Attenuation angle increased from 60 to 82 degrees
Таким образом, заявляемый способ позволяет устранить внутренние дефекты в виде несплошностей: трещины, пузыри, раковины, шлаковые включения и т.п., в металлических ударных музыкальных инструментах. Это улучшает акустические характеристики колокола (тембр, чистоту и время звучания) и его работоспособность. В результате такой обработки колокола при той конфигурации и составе материала приобретают идеальное звучание, а их срок службы увеличивается во много раз.Thus, the claimed method allows to eliminate internal defects in the form of discontinuities: cracks, bubbles, shells, slag inclusions, etc., in metal percussion musical instruments. This improves the acoustic characteristics of the bell (timbre, clarity and playing time) and its performance. As a result of such processing, the bells with the configuration and composition of the material get the perfect sound, and their service life is extended many times.
Проведенный эксперимент показал, что заявляемый способ применим и для «лечения» старых колоколов, в которых помимо первоначальных дефектов увеличивается рыхлость и накапливаются напряжения в результате естественного старения материала.The experiment showed that the inventive method is applicable for the "treatment" of old bells, in which, in addition to the initial defects, friability increases and stresses accumulate as a result of the natural aging of the material.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007140517/02A RU2365668C2 (en) | 2007-11-01 | 2007-11-01 | Method of restoration of sound caracteristics of metal cast percussion musical instrument |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007140517/02A RU2365668C2 (en) | 2007-11-01 | 2007-11-01 | Method of restoration of sound caracteristics of metal cast percussion musical instrument |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2007140517A RU2007140517A (en) | 2009-05-10 |
| RU2365668C2 true RU2365668C2 (en) | 2009-08-27 |
Family
ID=41019570
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007140517/02A RU2365668C2 (en) | 2007-11-01 | 2007-11-01 | Method of restoration of sound caracteristics of metal cast percussion musical instrument |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2365668C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2819463C1 (en) * | 2023-09-01 | 2024-05-21 | Алексей Петрович Сайкин | Bell repair by hot dynamic pressing in gasostat |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2125503C1 (en) * | 1997-11-25 | 1999-01-27 | Государственный научный центр РФ ВНИИ неорганических материалов им.акад.А.А.Бочвара | Method of bell casting from tin bronze |
| US20020162611A1 (en) * | 2001-03-01 | 2002-11-07 | Hashiguchi Don H. | Castings from alloys having large liquidius/solidus temperature differentials |
| RU2307402C1 (en) * | 2006-02-13 | 2007-09-27 | Юрий Апполинарьевич Караник | Bell |
| RU2309191C1 (en) * | 2006-03-03 | 2007-10-27 | Открытое акционерное общество "Композит" | Method of treatment of cast parts made from high-temperature nickel alloys |
-
2007
- 2007-11-01 RU RU2007140517/02A patent/RU2365668C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2125503C1 (en) * | 1997-11-25 | 1999-01-27 | Государственный научный центр РФ ВНИИ неорганических материалов им.акад.А.А.Бочвара | Method of bell casting from tin bronze |
| US20020162611A1 (en) * | 2001-03-01 | 2002-11-07 | Hashiguchi Don H. | Castings from alloys having large liquidius/solidus temperature differentials |
| RU2307402C1 (en) * | 2006-02-13 | 2007-09-27 | Юрий Апполинарьевич Караник | Bell |
| RU2309191C1 (en) * | 2006-03-03 | 2007-10-27 | Открытое акционерное общество "Композит" | Method of treatment of cast parts made from high-temperature nickel alloys |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2819463C1 (en) * | 2023-09-01 | 2024-05-21 | Алексей Петрович Сайкин | Bell repair by hot dynamic pressing in gasostat |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2007140517A (en) | 2009-05-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI268665B (en) | Audio decoding device, decoding method and program | |
| US4021910A (en) | Method for treating superalloy castings | |
| RU2365668C2 (en) | Method of restoration of sound caracteristics of metal cast percussion musical instrument | |
| NO20053021L (en) | Cold-worked stable with strip-packed martensite / austenite microstructure. | |
| RU2365669C2 (en) | Method of restoration of sound characteristics of metal cast percussion musical instrument | |
| US4063674A (en) | Method of making a wound musical instrument string | |
| JPS58153749A (en) | Small-sized speaker | |
| Rostoker et al. | The cast-iron bells of China | |
| WO2022076841A1 (en) | Methods and systems for production of handpans | |
| CN108356267A (en) | A kind of magnesium alloy increasing material manufacturing technique | |
| US9546410B2 (en) | Bronze alloy for musical instrument, and percussion instrument using the same | |
| JPS63274295A (en) | Production of diaphragm for acoustic equipment | |
| RU2307402C1 (en) | Bell | |
| RU2265894C1 (en) | Material for producing bells and sounding members of percussive musical instrument | |
| Murr et al. | Fabrication of an aluminum, Caribbean-style, musical pan: Metallurgical and acoustical characterization | |
| JP4984206B2 (en) | Diamond-like carbon film-coated member and method for producing the same | |
| White et al. | The cymbal as an instructional device for materials education | |
| RU61923U1 (en) | BELL | |
| JP2006157461A (en) | Diaphragm and its manufacturing method | |
| FR2786599A1 (en) | OPEN HOLE VOLUME ACOUSTIC RESONATOR | |
| JP4395195B1 (en) | Echo canceller | |
| Oberreiterr et al. | Effect of local microstructure on fatigue and related failure mechanisms in AlSi-castings | |
| TWI857810B (en) | Method for stabilizing size of cast iron | |
| JP2007254856A (en) | Method for manufacturing titanium or titanium alloy decorative member | |
| WO2007049735A1 (en) | Method for improving sound quality of metallic wind instrument |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20141102 |