EP2443625A1 - Verfahren zur herstellung eines metallklang-musikinstruments - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines metallklang-musikinstruments

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EP2443625A1
EP2443625A1 EP09779797A EP09779797A EP2443625A1 EP 2443625 A1 EP2443625 A1 EP 2443625A1 EP 09779797 A EP09779797 A EP 09779797A EP 09779797 A EP09779797 A EP 09779797A EP 2443625 A1 EP2443625 A1 EP 2443625A1
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EP
European Patent Office
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nitriding
nitration
carried out
nitrided
sheet
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EP09779797A
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Felix Rohner
Sabina SCHÄRER
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Panart Hangbau AG
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Panart Hangbau AG
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    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10D—STRINGED MUSICAL INSTRUMENTS; WIND MUSICAL INSTRUMENTS; ACCORDIONS OR CONCERTINAS; PERCUSSION MUSICAL INSTRUMENTS; AEOLIAN HARPS; SINGING-FLAME MUSICAL INSTRUMENTS; MUSICAL INSTRUMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10D13/00—Percussion musical instruments; Details or accessories therefor
    • G10D13/01—General design of percussion musical instruments
    • G10D13/08—Multi-toned musical instruments with sonorous bars, blocks, forks, gongs, plates, rods or teeth
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49826—Assembling or joining

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a metal sound musical instrument, in particular a so-called Hang®.
  • Hang® is protected as a registered trademark in several countries.
  • the Hang® is a lenticular one attributable to the idiophones
  • Hang is Bern German for hand.
  • the instrument was developed in 2000 by two Swiss instrument makers.
  • the body of the Hang® has in particular a diameter of about 53 cm and a height of about 24 cm.
  • seven sound fields are arranged in a circle around a sound field lying in the middle, the thing.
  • the upper half shell of the Hang® is also referred to as the Ding side, the lower half as the Gu side.
  • the Hang® was offered in a variety of sound models. They differ in the pitch of the thing (between D3 and B3), the number of tone fields in the tone circle (seven or eight) and the tuned tone scale (between Ges3 and F5). Since 2008, only one model, the integral Hang®, has been built. More information about the Hang® can be found in the Internet Dictionary Wikipedia, from which most of the above information comes from.
  • the continuous nitriding increases the strength, the elasticity and the rigidity of the material, which means more design options for the instrument maker, such as more possibilities for internal stress and for tuning.
  • Embodiments form the subject of dependent claims. Furthermore, the present invention also includes the metal sound musical instrument obtained by the new method.
  • the method according to the invention is characterized by a complete nitration of the material of which the metal-tone instrument consists, as will be explained in detail below.
  • the nitriding of steel has long been known for the purpose of improving its mechanical properties. There are many different nitration processes, some of which differ only slightly from each other. An overview of steel nitriding can be found in the Härterei Handbuch, chapter Nitriertechniken, Rübig u. Ipsen, EFD hardening workshop, EVS archive 2006.
  • Nitration can be done in a variety of ways. The success of the process according to the invention does not depend on the type of nitriding process. Nitration may be carried out as gas nitriding using nitrogen donating compounds such as ammonia, hydrazine, etc., by nitrocarburizing (less preferred), by plasma nitriding, by vacuum nitriding, etc. These methods are known to the person skilled in the art.
  • nitration occurs at elevated temperatures.
  • the nitration in the gas phase using ammonia proceeds at a Temperature from 380 to 600 0 C; in the (non-preferred) nitrocarburizing temperatures between 550 and 620 0 C are recommended.
  • the nitriding must be continued until the sheet is completely nitrated; Nitration times of more than 100 hours may be required, which of course depends on the thickness of the sheet used.
  • the present process generally uses sheets having a thickness of 0.75 to 1.25 mm, usually those having a thickness of 0.9 or 1 mm.
  • duration, concentration of nitrating agent, temperature and workpiece thickness ideal conditions can be easily determined by simple experiments.
  • the nitriding according to the invention is carried out in such a way that the starting sheet metal part is "exhaustively" nitrided, as it were.
  • the nitriding is carried out under conditions under which a soft inner layer, generally a ferritic layer, remaining in the prior art is also nitrided.
  • the conditions of such exhaustive nitration are generally stricter conditions with respect to conventional surface nitriding, for example longer nitriding times (more than 100 hours), higher gas density in gas nitriding, higher temperatures (there being an upper limit which should not be exceeded since then the nitrides formed begin to disintegrate again), choice of thinner plates for the instrument, choice of suitable alloyed steels, etc.
  • the through-nitriding can also be faster, but it has been found that the acoustic quality of the material is much higher if the fürnitr mich slower is carried out. This is due to the increased anisotropy and uniform distribution of the nitride needles formed thereby as well as the increased uniformity of the lengths of these needles. As the nitride needles form more slowly, they can also grow through grain boundaries of the material (e.g., steel), thus causing a fundamental change in the physical properties of the material.
  • the material e.g., steel
  • the nitrided metal also allows better control of the
  • Boundary conditions during the processing of the sheet as well as an increased hardenability. This is important if the metal is tempered after and / or during processing or tuning. Whether the chosen conditions lead to complete nitration can easily be determined by an analysis, for example by creating a micrograph which is then suitably dotted or deep etched. The analysis is completed by observing the micrograph under the microscope.
  • nitriding for example during gas nitriding in an ammonia atmosphere, first of all a so-called bonding layer is formed on the two surfaces, in which a lot of iron is present as ⁇ -nitride (Fe 2 N.Fe 3 N) and ⁇ -nitride (Fe 4 N). Inwardly, the so-called diffusion zone or precipitation layer closes, in which needle-shaped nitrides are precipitated and embedded in an iron matrix.
  • the basic structure present in a partial nitration according to the invention is not present here because of the continuous nitration.
  • the acicular iron nitrides be found everywhere in the structure of the nitrided sheet (with the exception of the two bonding layers); this is proof that continuous nitration has taken place.
  • the aim is to achieve a certain density of the precipitated crystal needles; it has been found that the best sound characteristics are produced in a certain density range, which will be specified below.
  • the needle density is detected and specified according to a proposal by the inventor as so-called linear density.
  • a micrograph of a cut of the material is produced and suitably etched to make the needles visible.
  • Suitable etchant is an alcoholic solution of nitric acid ("Nital").
  • the needles are counted in a certain surface area (where a number N is obtained) and their average length L determined.
  • the product of average length L and the number N is divided by the area F under consideration.
  • DL has the dimension m-1.
  • Another possibility for relating the generated sound image of the finished instrument to the continuous nitration procedure is to determine the area fraction of the precipitated iron nitride crystals on the total area of a sectional image. For this it is of course necessary to determine not only the length L of the individual crystal needles, but also their (average) width.
  • An image serving this purpose is obtained, for example, by
  • SEM Scanning Electron Microscopy
  • test methods mentioned are executed quickly and give good indications of the final properties to be achieved.
  • An estimation of the accuracy of both analysis methods yields about ⁇ 10%, which is quite sufficient in practice. It is easily possible to refine the methods to obtain more accurate values, but this is usually not necessary and only leads to higher costs.
  • the finished nitrided steel sheets can be blued before, during and after further processing for the purpose of preventing corrosion as well as beautifying the appearance. That's what you do Workpiece or instrument in a bluing bath.
  • a bath consists for example of 3500 ml of water, 1700 g of NaOH, 105 g of NaNO 2 and 450 g of NaNO 3.
  • the workpiece is placed in the bath (25 ° C) and taken out once the desired blueness has occurred.
  • a circular deep-drawn sheet with a diameter of 80 cm and a thickness of 0.9 mm was deep-drawn over a steel dome with a diameter of 600 mm and a height of about 215 cm.
  • the material of the sheet was DC04 steel (0.08% C max, 0.03% P max, 0.03% S max, 0.04% Mn max, balance C, Rm 270-350 N / mm 2 , Re 210 N / mm 2, elongation 38% min.).
  • Two steel shells were made in a completely identical way.

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Abstract

Es wird ein Verfahren zur Herstellung eines Metallklang-Instruments nach Art eines Steel-Pan angegeben, insbesondere zur Herstellung eines Hang®. Beim Verfahren wird das zur Herstellung erforderliche Stahlblech mit einer Dicke von 0,75 bis 1,25 mm so lange nitriert, bis das Blech vollständig mit Eisennitridnadeln durchsetzt ist. Die lineare Dichte der Nadeln liegt in der Regel zwischen 40.103 m-1 bis 80.103 m-1. Die Art der Nitrierung kann frei gewählt werden. Das so erhaltene Instrument zeichnet sich durch neuartige Klangfarben aus.

Description

Verfahren zur Herstellung eines Metallklang-Musikinstruments
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Metallklang-Musikinstruments, insbesondere eines sogenannten Hang®. Der Begriff Hang® ist in mehreren Ländern als eingetragene Marke geschützt.
Das Hang® ist ein den Idiophonen zuzuordnendes, linsenförmiges
Musikinstrument. Es besteht aus zwei miteinander verbundenen Schalen aus behandeltem Stahlblech. Beide Hälften sind durch Hämmern ähnlich dem Steelpan Trinidads in ein harmonisches Ganzes eingestimmt. Auf der oberen Halbschale befinden sich Tonfelder, die mit Hämmern ins Blech eingearbeitet sind.
Die Spielmöglichkeiten des Hang® sind sehr vielseitig. Die Erbauer haben es so eingestimmt, dass es auf dem Schoss des Spielers seine Fülle entwickeln kann. Gespielt wird es mit den Fingern und Händen, was den Namen ergab: Hang ist Berndeutsch für Hand. Das Instrument wurde im Jahr 2000 von zwei Schweizer Instrumentenbauern entwickelt.
Der Korpus des Hang® hat insbesondere einen Durchmesser von etwa 53 cm und eine Höhe von etwa 24 cm. Auf der einen Oberseite sind sieben Tonfelder kreisförmig um ein in der Mitte liegendes Tonfeld, den Ding, angeordnet. Gegenüber, in der Mitte der unteren Halbschale, befindet sich der Gu, eine handgrosse, runde Resonanzöffnung mit nach innen gezogenem Hals. Aber auch andere Abmessungen und Ausbildungen sind möglich.
Die obere Halbschale des Hang® wird auch als Ding-Seite, die untere als Gu-Seite bezeichnet.
Bis 2007 wurde das Hang® in einer Vielzahl von Klangmodellen angeboten. Sie unterscheiden sich in der Tonhöhe des Ding (zwischen D3 und B3), der Zahl der Tonfelder im Tonkreis (sieben oder acht) und der eingestimmten Tonskala (zwischen Ges3 und F5). Seit 2008 wird nur noch ein Modell, das integrale Hang®, gebaut. Weitere Informationen über das Hang® können dem Internet- Lexikon Wikipedia entnommen werden, aus dem auch die meisten obigen Angaben stammen.
Beim Spielen des Hang® werden überraschend wohlklingende, gongartige Klänge mit hoher Dynamik erzeugt. Es ist aber wünschenswert, ein noch ausgewogeneres Klangbild zu erreichen sowie die Mehrdimensionalität des Klanges zu verfeinern. Es zeigte sich, dass die Klangqualität des Hang® eng mit der inneren Struktur des verwendeten Materials und dessen Festigkeit zusammenhängt, was im Prinzip auch schon Spielern von Blechblasinstrumenten bekannt ist. Aufgabe der Erfindung ist es demnach, die Klangfülle des Instruments zu erweitern.
Aus der Schweizer Patentschrift Nr. 693319 (Panart Steelpan- Manufaktur AG) ist ein Verfahren zur Herstellung von Blechklang- Musikinstrumenten bekannt, bei dem nach einigen mechanischen Vorarbeiten, ausgehend von einem Stahlblech, eine Härtung dieses Bleches vorgenommen wird. Als Härtungsverfahren werden in der Patentschrift ein Gasnitrieren, ein Nitrocarburieren in Gas bei 550 bis 650 0C, ein Nitrocarburieren im Bad bei 560 bis 620 0C und ein Plasmanitrieren bei 400 bis 600 0C genannt.
Es wird in der Patentschrift beschrieben, dass bei diesen Nitrierungen eine Oberflächenhärtung des als Ausgangsmaterial verwendeten tiefgezogenen Blechausschnittes erzielt wird, und dass zwischen den beiden gehärteten Oberflächenschichten eine weiche ferritische innere Schicht verbleibt.
Überraschenderweise wurde nun gefunden, dass eine erschöpfende Nitrierung, d.h. eine Nitrierung auch der inneren ferritischen Schicht, die erwünschte neue Klangqualität ergibt; weiterhin ist überraschend und konnte nicht erwartet werden, dass auch die eher weiche Klangdynamik beim geeigneten Spielen des Instruments nicht verloren gegangen ist, sondern sogar erhöht ist. Eine solche durchgehende Nitrierung erhöht die Eigenspannung und die Energiespeicherkapazität des Materials und ermöglicht dadurch eine sanfte, harmonische Klangqualität, auch wenn das Instrument mit den blossen Händen gespielt wird.
Die durchgehende Nitrierung erhöht die Festigkeit, die Elastizität und die Steifigkeit des Materials, was mehr Gestaltungsmöglichkeiten für den Instrumentenbauer bedeutet, wie zum Beispiel mehr Möglichkeiten zur die Eigenspannung und zur Einstimmung.
Demgemäss ist das erfindungsgemässe Verfahren im ersten unabhängigen Patentanspruch definiert. Besondere oder bevorzugte
Ausführungsformen bilden den Gegenstand abhängiger Ansprüche. Weiterhin umfasst die vorliegende Erfindung auch das nach dem neuen Verfahren erhaltene Metallklang-Musikinstrument.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist durch eine vollständige Nitrierung des Materials gekennzeichnet, aus dem das Metallklang-Instrument besteht, wie weiter unten im Einzelnen erläutert wird. Das Nitrieren von Stahl ist zwecks Verbesserung seiner mechanischen Eigenschaften schon seit langem bekannt. Es bestehen viele verschiedene Nitrierverfahren, die sich zum Teil nur geringfügig voneinander unterscheiden. Eine Übersicht über die Stahlnitrierung findet sich im Härterei Handbuch, Kapitel Nitriertechniken, Rübig u. Ipsen, EFD-Härterei, EFD-Archiv 2006.
Die Nitrierung kann auf die verschiedensten Weisen vorgenommen werden. Der Erfolg des erfindungsgemässen Verfahrens ist nicht von der Art des Nitrierprozesses abhängig. Man kann die Nitrierung als Gasnitrierung unter Verwendung stickstoffabgebender Verbindungen wie Ammoniak, Hydrazin usw., durch Nitrocarburieren (weniger bevorzugt), durch Plasmanitrieren, durch Vakuumnitrieren usw. ausführen. Diese Verfahren sind dem Fachmann bekannt.
Im Allgemeinen erfolgt die Nitrierung bei erhöhten Temperaturen. Das Nitrieren in der Gasphase unter Verwendung von Ammoniak läuft bei einer Temperatur von 380 bis 600 0C ab; beim (nicht bevorzugten) Nitrocarburieren werden Temperaturen zwischen 550 und 620 0C empfohlen. Die Nitrierung muss so lange fortgesetzt werden, bis das Blech vollständig durchnitriert ist; Nitherungszeiten von mehr als 100 Stunden können erforderlich werden, was natürlich auch von der Dicke des verwendeten Blechs abhängt. Im vorliegenden Verfahren werden im Allgemeinen Bleche mit einer Dicke von 0,75 bis 1 ,25 mm eingesetzt, meist solche mit einer Dicke von 0,9 oder 1 mm. Natürlich besteht ein Zusammenhang zwischen Dauer, Konzentration des Nitrierungsmittels, Temperatur und Werkstückdicke; ideale Bedingungen lassen sich durch einfache Versuche leicht ermitteln.
Die erfindungsgemässe Nitrierung wird so ausgeführt, dass das Ausgangs-Blechteil sozusagen "erschöpfend" nitriert wird, d.h. die Nitrierung wird unter Bedingungen ausgeführt, unter denen auch eine nach dem Stand der Technik verbliebene weiche innere Schicht, im allgemeinen eine ferritische Schicht, nitriert wird. Die Bedingungen einer solchen erschöpfenden Nitrierung sind im Bezug auf eine gängige Oberflächennitrierung im allgemeinen strengere Bedingungen, beispielsweise längere Nitrierzeiten (mehr als 100 Stunden), höhere Gasdichte bei der Gasnitrierung, höhere Temperaturen (wobei eine Obergrenze besteht, die nicht überschritten werden sollte, da sich dann die gebildeten Nitride wieder zu zersetzen beginnen), Wahl dünnerer Bleche für das Instrument, Wahl geeignet legierter Stähle usw. Die Durchnitrierung kann auch schneller ablaufen, aber es hat sich erwiesen, dass die akustische Qualität des Materials wesentlich höher ist, wenn die Durchnitrierung langsamer durchgeführt wird. Dies ist auf die erhöhte Anisotropie und gleichmässige Verteilung der dadurch gebildeten Nitrid-Nadeln sowie die erhöhte Gleichmässigkeit der Längen dieser Nadeln zurückzuführen. Wenn sich die Nitridnadeln langsamer bilden, können sie auch durch Korngrenzen des Materials (z.B. Stahl) wachsen, und daher eine fundamentale Änderung der physikalischen Eigenschaften des Materials bewirken.
Das durchnitrierte Metall ermöglicht auch eine bessere Kontrolle der
Randbedingungen bei der Bearbeitung des Blechs sowie eine erhöhte Verfestigungsfähigkeit. Dies ist wichtig, wenn das Metall nach und/oder während der Bearbeitung bzw. Einstimmung temperiert wird. Ob die gewählten Bedingungen zur vollständigen Nitrierung führen, lässt sich leicht durch eine Analyse feststellen, beispielsweise durch Erstellung eines Schliffbildes, das dann geeignet angetüpfelt oder tiefgeätzt wird. Die Analyse wird durch Betrachtung des Schliffbildes unter dem Mikroskop vervollständigt.
Wie bekannt ist, bildet sich beim Nitrieren, beispielsweise beim Gasnitrieren in einer Ammoniakatmosphäre, zunächst an den beiden Oberflächen eine sogenannte Verbindungsschicht, in der viel Eisen als ε-Nitrid (Fe2N.Fe3N) und γ-Nitrid (Fe4N)) vorliegt. Nach innen schliesst sich dann die sogenannte Diffusionszone oder Ausscheidungsschicht an, in der nadeiförmige Nitride ausgeschieden und in einer Eisenmatrix eingebettet werden. Das bei einer partiellen Nitrierung vorhandene Grundgefüge ist erfindungsgemäss wegen der durchgehenden Nitrierung hier nicht vorhanden.
Für den Erfolg des erfindungsgemässen Verfahrens ist es wichtig, dass die nadeiförmigen Eisennitride überall im Gefüge des nitrierten Blechs (mit Ausnahme der beiden Verbindungsschichten) zu finden sind; dies ist ein Beweis dafür, dass eine durchgehende Nitrierung stattgefunden hat. Insbesondere wird angestrebt, eine bestimmte Dichte der ausgeschiedenen Kristallnadeln zu erzielen; es wurde gefunden, dass die besten Klangeigenschaften in einem bestimmten Dichtebereich erzeugt werden, was weiter unten noch präzisiert wird.
Da es sehr schwierig ist, die Anzahl der Nadeln der Eisennitride (und auch der Nitride der Begleitelemente, z.B. des Mangan) in einer Volumeneinheit zu bestimmen, wird die Nadeldichte nach einem Vorschlag der Erfinder als sogenannte lineare Dichte erfasst und angegeben. Dabei wird ein Schliffbild eines Schnittes des Materials erzeugt und geeignet angeätzt, um die Nadeln sichtbar zu machen. Als Ätzmittel eignet sich eine alkoholische Lösung von Salpetersäure ("Nital"). Anschliessend werden die Nadeln in einem bestimmten Flächenbereich gezählt (wobei eine Anzahl N erhalten wird) und deren mittlere Länge L bestimmt. Schliesslich wird das Produkt aus mittlere Länge L und der Anzahl N durch die betrachtete Fläche F dividiert. Die lineare Nadeldichte DL ist also definiert als DL = N x L / F,
und wenn die Fläche F in m2 und die Länge L in m ausgedrückt wird, hat DL die Dimension m-1.
Eine weitere Möglichkeit, das erzeugte Klangbild des fertigen Instruments mit der erfolgten durchgehenden Nitrierung in Beziehung zu bringen, besteht in der Bestimmung des Flächenanteils der ausgeschiedenen Eisennitridkristalle an der Gesamtfläche eines Schnittbildes. Dazu ist es natürlich erforderlich, nicht nur die Länge L der einzelnen Kristallnadeln, sondern auch deren (mittlere) Breite zu bestimmen.
Ein Bild, das diesem Zweck dient, erhält man beispielsweise durch
Anwendung der REM-Technik (REM = Rasterelektronen-Mikroskopie). Dazu wird an einem Schnitt des Materials ein REM-BiId erstellt, und der Flächenanteil der Kristallnadeln wird entweder durch elektronische Verarbeitung der Grauwerte des Bildes (die ausgeschiedenen Kristalle erscheinen heller als die Eisenmatrix) oder durch Farbanalyse eines angefärbten Schnittbildes gewonnen.
Die angeführten Untersuchungsmethoden sind schnell ausgeführt und ergeben gute Anhaltswerte für die zu erzielenden endgültigen Eigenschaften. Eine Abschätzung der Genauigkeit beider Analysenmethoden ergibt etwa ±10%, was für die Praxis völlig ausreicht. Es ist ohne weiteres möglich, die Methoden zu verfeinern, um genauere Werte zu erhalten, was aber in der Regel nicht erforderlich ist und nur zu höheren Kosten führt.
Untersuchungen an mehreren Stahlproben haben ergeben, dass die erfindungsgemäss bevorzugten Eigenschaften des fertigen Instruments, die auf der Durchnitrierung beruhen, mit Dichtewerten von 40.103 m-1 bis 80.103 m-1 sowie mit Flächenanteilen der Eisennitride von 10 bis 50% erreicht werden.
Die fertig nitrierten Stahlbleche können vor, während und nach der Weiterverarbeitung zwecks Verhinderung von Korrosion und auch zur Verschönerung des Aussehens gebläut werden. Dazu bringt man das Werkstück bzw. das Instrument in ein Bläuungsbad. Ein solches Bad besteht beispielsweise aus 3500 ml Wasser, 1700 g NaOH, 105 g NaNO2 und 450 g NaNO3. Das Werkstück wird in das Bad (25°C) gebracht und herausgenommen, sobald die gewünschte Bläuung eingetreten ist.
Die Erfindung soll nun an einem Verfahrensbeispiel weiter erläutert werden. Es sei darauf hingewiesen, dass dieses Beispiel die Erfindung nicht einschränkt, weder was die Wahl der Materialien und Hilfsmittel, noch was die angewandten Verfahrensbedingungen betrifft.
Beispiel
Die mechanischen Gegebenheiten und Verfahrensschritte entsprechen zum grossen Teil dem Beispiel, welches in der Patentschrift CH- 693319 angegeben ist. Für Einzelheiten wird auf dieses Dokument verwiesen.
Ein kreisförmiges Tiefziehblech mit einem Durchmesser von 80 cm und einer Dicke von 0,9 mm wurde über einer Kalotte aus Stahl mit einem Durchmesser von 600 mm und einer Höhe von ca. 215 cm tiefgezogen. Das Material des Bleches war Stahl DC04 (0,08% C max.; 0,03% P max.; 0,03% S max.; 0,04% Mn max.; Rest C; Rm 270-350 N/mm2, Re 210 N/mm2; Elongation 38% min.). Es wurden zwei Stahlschalen auf völlig identische Weise hergestellt.
Die beiden erhaltenen tiefgezogenen Stahlschalen wurde unter
Bildung eines falzbaren Randes zugeschnitten, der nach oben eingefalzt wurde. Sodann wurden die Werkstücke nach gründlicher Reinigung in einen Gasnitrierofen gebracht und dort bei einer Temperatur zwischen 5700C und 585°C während 145 Std. in einer Ammoniakatmosphäre (Druck 2,8 bar) nitriert.
Nach langsamem Abkühlen auf Zimmertemperatur wurde die eine
Schale nach dem Beispiel der Patentschrift CH-693319 zum fertigen Hang® weiter verarbeitet. Das Instrument zeichnete sich durch einen vollen Klang mit stark metallischer, fast schmetternder Klangfarbe aus, die beim Spielen leicht vermindert und auch verstärkt werden konnte. Die zweite Stahlschale wurde diametral zerschnitten, und kleine Proben wurden nach bekannten Techniken für Schliffbilder vorbereitet. Die lineare Dichte der ausgeschiedenen Eisennitridkristalle wurde zu 58'500 m-1 und der Flächenanteil der Kristalle zu 21 % bestimmt. Dabei waren die ausgeschiedenen Kristalle über den gesamten Querschnitt des Bleches nahezu gleichförmig verteilt, mit Ausnehme der beiden Oberflächenschichten, die die Verbindungsschicht darstellen und eine mittlere Dicke von je 22 μm aufwiesen. Der Nachweis dieser Schichten geschah durch Tüpfeln mit einer 12%igen wässrigen Lösung von Kupferammoniumchlorid ((NH4)2[CuCI4].2 H2O) bei 25°C.
Die Erfindung lässt sich weiter vervollkommnen und modifizieren, und diese Veränderungen, die vom Fachmann erbracht werden, liegen im Schutzbereich. Insbesondere können alle Nitrierverfahren, die in der oben besprochenen Patentschrift CH-693319 beschrieben und/oder beansprucht sind, nach entsprechender Anpassung auch im erfindungsgemässen Verfahren angewandt werden.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines Metallklang-Musikinstruments, welches eine Schwingungserzeugende Blechmembran aufweist, wobei beim Verfahren (a) ein Zuschnitt eines Stahlblechs unter Formung einer Blechmembran tiefgezogen wird, (b) die erhaltene Blechmembran durch
Nitrieren gehärtet wird und (c) die gehärtete Blechmembran mit einem zweiten geformten Metallblech unter Bildung eines hohlen Instrumentenkörpers zusammengefügt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die im Schritt (b) genannte Nitrierung unter Bedingungen ausgeführt wird, die eine durchgehende Nitrierung der Blechmembran ohne weiche innere Schicht ergeben.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Nitrierung bei Behandlungszeiten über 100 Stunden ausgeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Nitrierung durch Gasnitrieren in einer Ammoniakatmosphäre erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Nitrierung durch Plasmanitrieren bei 400 0C bis 600 0C ausgeführt wird.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bis zu einer linearen Dichte ausgeschiedener nadeiförmiger Eisennitridkristalle im Bereich von 40'0OO bis 80'0OO m-1 nitriert wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass bis zu einem Flächenanteil ausgeschiedener nadeiförmiger Eisennitridkristalle im Bereich von 10% bis 50% nitriert wird.
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung der vollständigen Nitrierung durch Ermittlung ausgeschiedener Eisennitridkristalle an Schliffbildern der nitrierten Werkstücke vorgenommen wird.
8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das nitrierte Werkstück einer oberflächlichen Bläuungsoperation unterworfen wird.
9. Metallklang-Musikinstrument, erhalten nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche.
10. Metallklang-Musikinstrument nach Anspruch 9 in Form eines Hang®.
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