2025年銅響樂器制作工特殊工藝考核試卷及答案一、填空題（每空2分，共20分）1.銅響樂器常用的主合金材料為錫青銅，其典型成分為錫含量（8%-20%）、銅含量（75%-90%），微量添加元素通常包括（磷）以改善流動性。2.鑄造工藝中，失蠟法制作模具時，蠟模的收縮率需根據(jù)合金成分調(diào)整，錫青銅鑄造收縮率一般控制在（1.2%-1.5%）；離心鑄造時，轉(zhuǎn)速需根據(jù)樂器尺寸設定，直徑30cm的鑼類樂器轉(zhuǎn)速應保持在（800-1200轉(zhuǎn)/分鐘）以確保金屬液均勻分布。3.冷成型工藝中，錘鍛工序需控制單次錘擊深度，鈸類樂器邊緣區(qū)域單次錘擊變形量應小于（0.3mm），避免（冷作硬化）過度導致開裂；旋壓成型時，旋輪與工件夾角需保持（30°-45°）以減少局部應力集中。4.調(diào)音環(huán)節(jié)中，定音鼓音高校準需使用（頻率分析儀）或音叉配合（振動傳感器），通過磨削鼓邊或調(diào)整張力環(huán)實現(xiàn)±（1Hz）以內(nèi)的精度控制。5.表面處理工藝中，傳統(tǒng)鎏金工藝需先進行（酸洗活化）處理，金汞齊涂抹厚度應控制在（0.02-0.05mm），加熱除汞時溫度需穩(wěn)定在（300-350℃）以防金層脫落。二、單項選擇題（每題3分，共30分）1.制作馬林巴琴共鳴管時，選擇錫青銅而非黃銅的主要原因是（）A.黃銅密度小，共鳴效果弱B.錫青銅耐腐蝕性更優(yōu)C.錫青銅硬度高，振動衰減慢D.黃銅易氧化影響音色答案：C（錫青銅的彈性模量和內(nèi)耗特性更適合維持長余振）2.鑄造后進行固溶處理的目的是（）A.消除鑄造應力，均勻合金成分B.提高表面硬度C.增加材料韌性D.降低熔點便于二次加工答案：A（固溶處理通過高溫加熱使合金元素充分溶解，冷卻后形成均勻固溶體，消除鑄造偏析）3.錘鍛鈸類樂器時，優(yōu)先錘擊中心區(qū)域的主要原因是（）A.中心區(qū)域厚度大，需優(yōu)先減薄B.中心是振動節(jié)點，變形對音色影響小C.邊緣區(qū)域易因錘擊產(chǎn)生折痕D.中心區(qū)域金屬流動性更好答案：B（鈸類振動時中心為節(jié)點，優(yōu)先錘擊可調(diào)整整體剛度而不破壞基頻）4.檢測銅鈸頻率響應時，最佳激勵方式是（）A.用橡膠錘敲擊邊緣B.用金屬棒敲擊中心C.手指彈撥邊緣D.機械振動臺正弦掃描答案：A（橡膠錘可激發(fā)較寬頻帶且避免局部損傷，邊緣敲擊更接近實際使用場景）5.傳統(tǒng)“淬火”工藝在銅響樂器制作中的應用場景是（）A.提升鑼面硬度B.消除錘鍛后的內(nèi)應力C.調(diào)整合金相變結(jié)構(gòu)D.僅用于特殊音高的定音鼓答案：B（銅合金淬火主要用于快速冷卻以保留固溶狀態(tài)，而樂器制作中更多通過控制冷卻速度消除加工應力）6.制作管鐘時，管壁厚度與音高的關系為（）A.厚度增加，基頻升高B.厚度增加，基頻降低C.厚度與基頻無關D.厚度僅影響泛音數(shù)量答案：A（管壁越厚，振動慣性越大，基頻升高，需通過減薄管壁降低音高）7.表面拋光后進行“發(fā)藍”處理的主要目的是（）A.增加美觀度B.提高耐腐蝕性C.調(diào)整表面摩擦系數(shù)D.增強振動傳導效率答案：B（銅合金發(fā)藍處理形成的氧化膜可隔絕空氣，延長樂器使用壽命）8.離心鑄造時，若金屬液出現(xiàn)分層，最可能的原因是（）A.轉(zhuǎn)速過高B.模具溫度過低C.合金成分偏析D.澆鑄速度過快答案：C（合金中錫、鉛等元素密度差異大，若熔煉不充分會導致分層，離心力加劇偏析）9.調(diào)音過程中，磨削鑼面邊緣時應（）A.沿徑向直線磨削B.環(huán)形均勻磨削C.僅磨削局部凹陷處D.磨削深度超過0.5mm答案：B（環(huán)形均勻磨削可避免破壞對稱性，保證各方向振動一致性）10.評估銅響樂器“余振時間”的標準測試方法是（）A.敲擊后用分貝計記錄從90dB降至40dB的時間B.測量基頻衰減60dB所需時間C.計算泛音列衰減至聽閾的總時長D.對比敲擊后振動傳感器輸出信號的半功率點答案：B（國際標準中余振時間定義為基頻能量衰減60dB的時長，更具可量化性）三、判斷題（每題2分，共20分）1.錫青銅中錫含量越高，材料硬度越高，因此制作鈸類樂器時應選擇錫含量25%的合金。（×）（錫含量超過20%會導致脆性顯著增加，實際常用8%-20%）2.鑄造模具預熱溫度越高越好，可避免冷隔缺陷。（×）（預熱溫度過高會導致模具膨脹變形，一般控制在150-300℃）3.錘鍛時使用木錘比金屬錘更易控制變形量。（√）（木錘緩沖性好，可減少局部應力集中）4.調(diào)音時磨削量越大，音高調(diào)整越明顯，因此可一次性磨削至目標厚度。（×）（單次磨削過大會破壞材料組織，需逐步測量調(diào)整）5.表面鎏金后無需進行封護處理，金層本身具有耐腐蝕性。（×）（鎏金層存在微孔，需涂覆透明保護漆防止污染物滲透）6.離心鑄造的樂器內(nèi)部組織比砂型鑄造更致密，因此無需進行后續(xù)熱處理。（×）（離心鑄造雖致密度高，但仍需退火消除鑄造應力）7.制作定音鼓時，鼓腔與鼓皮張力環(huán)的同心度誤差應控制在0.5mm以內(nèi)。（√）（同心度誤差過大會導致音高不均勻）8.檢測銅鈸對稱性時，可用水平儀測量邊緣各點高度差，誤差應小于0.1mm。（√）（對稱性直接影響振動平衡）9.傳統(tǒng)“火烤”校形工藝是通過局部加熱使金屬軟化，冷卻后固定形狀。（√）（利用熱脹冷縮原理調(diào)整變形）10.新制銅鈴的頻率響應曲線中，泛音列應呈諧波關系（即頻率為基頻整數(shù)倍）。（√）（非諧波泛音會導致音色渾濁）四、簡答題（每題8分，共40分）1.簡述錫青銅中錫含量對銅響樂器性能的影響。答：錫含量直接影響合金的力學和聲學性能：（1）錫含量8%-12%時，合金韌性較好，適合制作需要一定變形量的樂器（如小鈸）；（2）12%-18%時，硬度和彈性模量提升，余振時間延長，適用于鑼、大鈸；（3）超過18%后，脆性增加，易產(chǎn)生裂紋，且內(nèi)耗增大，振動衰減加快，需嚴格控制加工應力。2.離心鑄造銅響樂器時，如何避免“甩料不均”缺陷？答：需控制三個關鍵點：（1）合金熔煉溫度：錫青銅鑄造溫度一般為1150-1250℃，溫度過低流動性差，過高易氧化；（2）轉(zhuǎn)速匹配：根據(jù)樂器直徑D（cm）計算轉(zhuǎn)速n（轉(zhuǎn)/分鐘），公式n=5500/√D，確保離心力F=mrω2足夠使金屬液貼模；（3）澆鑄速度：采用定量澆鑄，沿模具切線方向緩慢注入，避免金屬液沖擊模具導致飛濺。3.錘鍛成型后為何需要進行“中間退火”？退火工藝參數(shù)如何設定？答：錘鍛過程中金屬因冷加工產(chǎn)生位錯增殖，導致冷作硬化，繼續(xù)錘擊易開裂，因此需中間退火恢復塑性。退火溫度為500-650℃（低于再結(jié)晶溫度上限），保溫時間根據(jù)工件厚度確定（1-3小時），冷卻方式采用隨爐緩冷（≤50℃/小時），避免快速冷卻產(chǎn)生新應力。4.調(diào)音時如何區(qū)分“基頻偏差”與“泛音異常”？答：（1）基頻偏差：使用頻率分析儀檢測主振動頻率，與目標音高（如A=440Hz）對比，偏差超過±1Hz需調(diào)整；（2）泛音異常：觀察頻譜圖中2次、3次等諧波的能量分布，若某階泛音頻率偏離基頻整數(shù)倍（如2f±0.5Hz以上），或能量過高/過低（超過基頻能量的30%），則需通過局部磨削調(diào)整振動模式。5.傳統(tǒng)“手工敲花”工藝對銅響樂器聲學性能的影響及控制要點。答：影響：（1）表面凹凸結(jié)構(gòu)改變局部剛度，可調(diào)整泛音分布；（2）過度敲花會增加表面阻尼，縮短余振時間?？刂埔c：（1）花紋深度≤0.2mm，避免破壞基體強度；（2）花紋需對稱分布，防止振動失衡；（3）敲花區(qū)域避開振動波腹（如鈸的邊緣1/3處），優(yōu)先在波節(jié)（中心）附近操作。五、實操題（共40分）【實操1：定音鼓鼓腔調(diào)音（20分）】現(xiàn)有直徑60cm的定音鼓鼓腔，經(jīng)檢測基頻為G3（196Hz），但目標音高為A3（220Hz）。請簡述操作步驟及注意事項。答案：步驟：（1）清潔鼓腔表面，用頻率分析儀連接振動傳感器（貼于鼓腔邊緣1/3處）；（2）測量當前基頻，確認偏差為+24Hz（需升高24Hz）；（3）確定需減薄的區(qū)域：音高與厚度的平方成反比（f∝1/√t），計算需減薄量Δt=t?t?(f?/f?)2（t?為原厚度，f?=196Hz，f?=220Hz）；（4）使用金剛石磨頭沿鼓腔邊緣環(huán)形均勻磨削，單次磨削深度≤0.1mm，每磨5mm測量一次頻率；（5）當頻率接近220Hz（±0.5Hz）時，改用細砂紙拋光消除磨削痕跡；（6）最終驗證：用木槌敲擊中心，確認頻率穩(wěn)定且泛音列無異常。注意事項：（1）磨削時避免局部過熱（可用氣槍冷卻）；（2）對稱磨削防止鼓腔變形；（3）保留邊緣10mm區(qū)域不磨削（避免影響鼓皮張力傳遞）?！緦嵅?：銅鈸表面鎏金（20分）】要求為一對直徑30cm的銅鈸進行傳統(tǒng)鎏金，簡述工藝步驟及質(zhì)量控制標準。答案：步驟：（1）預處理：用10%硫酸溶液酸洗1-2分鐘，去除氧化層，清水沖洗后用軟布擦干；（2）制備金汞齊：按金:汞=1:7比例混合，加熱至60℃攪拌至完全融合，冷卻后搟成薄片；（3）涂抹：用瑪瑙棒將金汞齊均勻涂抹于鈸面（厚度0.03-0.04