CN110318039A - 切削工具及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种切削工具及其制造方法，包括基底和涂覆在基底上的单层或多层涂层，单层或多层涂层中至少包括一层(AlxSiyTi1‑x‑y)N涂层，其中，x≥0.70，0<y≤0.1。本发明切削工具涂覆的(AlxSiyTi1‑x‑y)N涂层，在保证涂层高铝的同时，由于Si元素的掺入，形成非晶包裹纳米晶结构，细化了涂层组织，提高了涂层高温硬度，在不降低涂层抗氧化性的同时，提升了涂层的耐磨性。

Description

切削工具及其制造方法
技术领域
本发明属于材料加工领域，具体涉及一种切削工具及其制造方法。
背景技术
现代制造业正在向高效、环保方向发展，随着高速、干式切削加工所占比例越来越高，对切削工具的性能的要求也越来越高。现今，传统的硬质合金切削工具的性能已经不能适应高速、干式切削加工了。于是，各种各样的在硬质合金工具上涂覆涂层以提高其切削性能的技术相继被开发。为了满足高速、干式切削加工的需求，实现更好的性能，涂层的成分越来越复杂，涂层的结构也由原来简单的单一涂层发展成形式多样的复杂结构。
在切削工具上涂覆涂层，可以采用PVD方法。专利CN1845808A提供了一种表面被覆切削工具，该切削刀具采用PVD方法制备被覆层，所述被覆层包含Ti,Al,Si,N等元素，通过Si等元素的加入，使得涂层硬度达到了20-80Gpa，大大提高了涂层的耐磨性。添加Si元素之后，涂层最显著的变化是微观组织结构——柱状晶的组织结构被调控成非晶态的SixNy包覆纳米级fcc-AlTiN结构，进而可以显著提升涂层的硬度。然而，PVD方法制备的包含Ti、Al、Si、N等元素的涂层中，Al含量不可能超过67％，否则会产生六方相的AlTiN，因此采用PVD方法限制了涂层抗氧化能力的提高。
采用低压CVD方法可以制备铝含量高于67％的包含AlTiN的涂层，由于该种涂层具有PVD制备的AlTiN涂层所不具备的高铝，故能显著提升涂层的服役性能。
专利CN101952480B提供了一种fcc-AlTiN含量大于50％且随厚度增加而增加的CVD涂层及其制造方法。该专利以TiCl4为钛源，AlCl3为铝源，NH3为氮源，制备AlTiN涂层。使用该方法可以制备Al含量大于67％的fcc-AlTiN涂层，对比PVD制备的AlTiN涂层，该涂层具有更高的抗磨损性能。
专利CN106457413A提供了一种耐崩刃，耐磨损的包覆切削工具。该切削工具表面包覆有使用CVD方法制备的Al含量大于60％的AlTiN涂层。根据该专利，其制备的AlTiN涂层为(111)取向的柱状组织，并且，在AlTiN晶粒中，Ti和Al呈现周期性变化。
专利CN201680034811公开了一种具有晶界析出物的AlTiN涂层，该涂层采用CVD方法制备。根据该专利，在涂层沉积之后，在750-900℃温度下，进行退火1-6小时，使得fcc-TiAlCN涂层中的晶界处产生含hcp-AlN的TiAlCN析出物，且剩余fcc晶体结构含量大于85％。该专利在干式加工以及在使用冷却液的加工条件下都表现出了更好的耐磨性和抗梳状裂纹的能力。
综上所述，通过现有技术可以得出这样的结论：采用PVD方法，在fcc-AlTiN掺入硅元素可以制备包含Ti、Al、Si、N等元素的涂层，但由于Al含量不能超过67％，因此限制了涂层抗氧化性和耐磨性的提高。采用CVD方法可以制备高铝的fcc-AlTiN涂层，但由于该涂层为亚稳相结构，在长时间的高温切削下容易发生条幅分解，生成hcp-AlTiN，导致涂层硬度下降，耐磨性降低。
发明内容
为解决现有技术中存在的缺陷和不足，本发明的一个目的在于提供具有高硬度，高耐磨性，高韧性和高抗氧化性的切削工具。
本发明的另一目的在于提供上述切削工具的制造方法。
为达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
切削工具，包括基底和涂覆在基底上的单层或多层涂层，单层或多层涂层中至少包括一层(AlxSiyTi1-x-y)N涂层，其中，x≥0.70，0<y≤0.1。
本专利的说明书和权利要求书中，使用的术语“在......上”、“在......上/之上涂覆”、“在......上/之上形成”、“在......上/之上沉积”、“覆盖在...上面”和“在......上/之上提供”是指在表面和/或空间上形成、沉积或提供，但并非一定和表面接触。例如，在基底“之上涂覆”涂层不排除在所形成的涂层和基底之间存在相同或不同组成的一层或多层其它涂层。举例来说，基底本身可以包括常规的涂层，例如那些本领域已知的陶瓷基底本身涂覆有的涂层。
在其中一个实施例中，所述(AlxSiyTi1-x-y)N涂层通过化学气相沉积(CVD)沉积在所述基底上。
在其中一个实施例中，所述(AlxSiyTi1-x-y)N涂层的厚度为0.01μm-20μm。
在其中一个实施例中，所述(AlxSiyTi1-x-y)N涂层具有纳米晶结构。
在其中一个实施例中，所述(AlxSiyTi1-x-y)N涂层中的晶粒的平均粒径小于150nm。
在其中一个实施例中，所述(AlxSiyTi1-x-y)N涂层的显微硬度≥30GPa。
由于Si元素的加入，所述涂层形成SixNy非晶包覆fcc-AlTiN纳米晶的组织结构。形成SixNy非晶包覆fcc-AlTiN纳米晶的组织结构之后，涂层的晶粒得到细化，细化晶粒的平均粒径可达到150nm以下。宏观表现方面，涂层能够具有光滑的表面；所述涂层同时具有极高的晶界密度，使得所述涂层的室温和高温硬度均得到极大提高，所述涂层即使长期在高温条件下进行切削，也能保证其硬度不下降；晶粒细化提高涂层的硬度，还能进而提高涂层的耐磨性能；此外，得益于fcc-AlTiN具有极高的铝含量，涂层的抗氧化性亦得到极大的提高。
其中，(AlxSiyTi1-x-y)N涂层中fcc-AlTiN的晶粒度可达到0.4-50nm；(AlxSiyTi1-x-y)N涂层中相邻fcc-AlTiN之间非晶SixNy厚度可达到0.1-6nm。
在其中一个实施例中，所述基底涂覆单层涂层，涂层的厚度为0.5-25μm；或者，所述基底涂覆多层涂层，多层涂层的总厚度为0.5-25μm。。
在其中一个实施例中，所述基底涂覆多层涂层，多层所述涂层包括由基底向外依次涂覆的第一区涂层、第二区涂层和第三区涂层，其中，所述第一区涂层包括至少一层含有氮化钛或碳化钛的含钛涂层，所述第一区涂层的总厚度为0.1-3μm；
所述第二区涂层包括至少一层(AlxSiyTi1-x-y)N涂层，所述第二区涂层的总厚度为1-15μm；
所述第三区涂层包括至少一层TiN、TiC或TiCN着色涂层，所述第三区涂层的总厚度为0.1-2μm；
其中，含钛涂层能够增加涂层与基体之间的结合力；防止基体的钨钴元素向涂层的扩散；防止涂层与基体之间形成脆性的η相。
着色涂层涂覆于切削工具的最外层，磨损时，磨损面和原着色层颜色会存在极大的色差，可为涂层的切削磨损提供简单直观的目视判定依据；同时提供美观的外观颜色。
在其中一个实施例中，所述第一区涂层的总厚度为0.2-0.9μm；
所述第二区涂层的总厚度为2-6μm；
所述第三区涂层的总厚度为0.3-0.5μm。
在其中一个实施例中，所述基底由烧结碳化物、金属陶瓷、陶瓷、钢、高速钢、或硬质合金制成。
制造所述切削工具的方法，具有以下步骤，
(1)在容纳有基底的反应场所中提供第一反应气体，所述第一反应气体具有硅源；
(2)在容纳有基底的反应场所中提供第二反应气体，所述第二反应气体具有铝源；
(3)在容纳有基底的反应场所中提供其他反应气体，所述第一、第二和其他反应气体共同构成总反应气体；
(4)在反应场所中实施CVD过程，利用所述总反应气体在基底上沉积涂层，其中，沉积单层涂层时，所述涂层为(AlxSiyTi1-x-y)N涂层，其中，x≥0.70，0<y≤0.1；
沉积多层涂层时，所述多层涂层包括至少一层(AlxSiyTi1-x-y)N涂层，其中，x≥0.70，0<y≤0.1。
在其中一个实施例中，所述基底由烧结碳化物、金属陶瓷、陶瓷、钢、高速钢、或硬质合金制成；
或/和，所述硅源为硅的卤化物，所述硅源占所述总反应气体的0.05％-0.3％；
或/和，所述铝源为AlCl3或Al(CH3)3，所述铝源占所述总反应气体的0.2％-0.8％；
或/和，所述总反应气体在600-900℃的温度下实施CVD过程；
或/和，所述步骤中还包括：(5)对所述涂层进行表面处理，表面处理采用湿喷砂，表面处理之后的所述涂层表面粗糙度Ra≤0.3μm。
本发明具有以下有益效果：切削工具上涂覆的(AlxSiyTi1-x-y)N涂层采用CVD方法制备，所述涂层中，Al含量大于70％，高于采用PVD方法制备的相同涂层，使得涂层的抗氧化性得到大大的提高；
由于加入了Si元素，所述(AlxSiyTi1-x-y)N涂层中形成SixNy非晶包覆fcc-AlTiN纳米晶的组织结构，使得所述(AlxSiyTi1-x-y)N涂层的室温和高温硬度均得到提高，涂覆有所述(AlxSiyTi1-x-y)N涂层的切削工具即使长期在高温下进行切削加工，也能保证其硬度不下降。
附图说明
图1是本发明实施例一的工具表面扫描电镜图；
图2是本发明实施例一的工具断口扫描电镜图；
图3是本发明实施例二的工具表面扫描电镜图；
图4是本发明实施例二的工具断口扫描电镜图。
具体实施方式
以下通过具体实施例再对本发明的上述内容作进一步的详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅局限于以下的实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包括在本发明的范围内。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
实施例一
制造切削工具，本实施例中，切削工具为可转位刀片，通过以下步骤制备：
在反应场所中提供基底，本实施例中，基底为硬质合金可转位刀片，该硬质合金的组分包括12％的Co，1.5％的立方碳化物以及余量的WC，该可转位刀片的型号为SNGX1206ANN-MM4；
(1)在容纳有硬质合金可转位刀片的反应场所中提供第一反应气体，本实施例中，所述第一反应气体为SiCl4，硅源即为SiCl4，在总反应气体中的占比为0.08％；
(2)在容纳有硬质合金可转位刀片的反应场所中提供第二反应气体，本实施例中，所述第二反应气体为AlCl3，铝源即为AlCl3，在总反应气体中的占比为0.39％；
(3)在容纳有硬质合金可转位刀片的反应场所中提供其他反应气体，本实施例中，其他反应气体包括0.08％的TiCl4，0.91％的NH3以及余量的氢气，所述第一、第二和其他反应气体共同构成总反应气体；
(4)在反应场所中实施CVD过程，利用所述总反应气体在硬质合金可转位刀片上沉积涂层，其中，所述涂层包括1层(AlxSiyTi1-x-y)N涂层及1层TiN着色涂层，其中(AlxSiyTi1-x-y)N涂层直接涂覆在硬质合金可转位刀片之上，TiN着色涂层涂覆于(AlxSiyTi1-x-y)N涂层之上，(AlxSiyTi1-x-y)N涂层与TiN着色涂层的厚度均为2μm，因此涂层总厚度为4μm；反应温度为700℃，压力为4mbar；
(5)采用湿喷砂对所述涂层进行表面处理，表面处理之后的所述涂层表面粗糙度Ra≤0.3μm。
制造的涂层硬质合金可转位刀片中，所述(AlxSiyTi1-x-y)N涂层中的晶粒具有小于150nm的平均粒径，所述(AlxSiyTi1-x-y)N涂层的显微硬度≥30GPa。
由于Si元素的加入，所述涂层形成SixNy非晶包覆fcc-AlTiN纳米晶的组织结构，因此，本发明中的所述涂层具有极细的晶粒，晶粒的平均粒径可达到150nm以下，宏观表现方面，涂层能够具有光滑的表面；所述涂层同时具有极高的晶界密度，使得所述涂层的室温和高温硬度得到极大提高，所述涂层即使长期在高温条件下进行切削，也能保证其硬度不下降。
图1和图2所示为本发明实施例一制造的硬质合金可转位刀片的表面及断口形貌，测得(AlxSiyTi1-x-y)N涂层中Si的含量为0.56％。
实施例2
本实施例中，切削工具为可转位刀片，通过以下步骤制备：
在反应场所中提供基底，本实施例中，基底为硬质合金可转位刀片，该硬质合金的组分包括8％的Co，1.6％的立方碳化物以及余量的WC，该可转位刀片的型号为SNGX1206ANN-MM4；
(1)在容纳有硬质合金可转位刀片的反应场所中提供第一反应气体，本实施例中，所述第一反应气体为SiCl4，硅源即为SiCl4，在总反应气体中的占比为0.18％；
(2)在容纳有硬质合金可转位刀片的反应场所中提供第二反应气体，本实施例中，所述第二反应气体为AlCl3，铝源即为AlCl3，在总反应气体中的占比为0.39％；
(3)在容纳有硬质合金可转位刀片的反应场所中提供其他反应气体，本实施例中，其他反应气体包括0.02％的TiCl4，0.91％的NH3以及余量的氢气，所述第一、第二和其他反应气体共同构成总反应气体；
(4)在反应场所中实施CVD过程，利用所述总反应气体在硬质合金可转位刀片上沉积涂层，其中所述涂层包括
第一区涂层：所述第一区涂层为1层氮化钛含钛涂层，厚度为1μm；
第二区涂层：所述第二区涂层为2层(AlxSiyTi1-x-y)N涂层，单层厚度为3μm，总厚度6μm；
第三区涂层：所述第三区涂层为1层TiCN着色涂层，厚度为0.1μm；
涂层总厚度7.1μm；反应温度800℃，压力10mbar；
(5)采用湿喷砂对所述涂层进行表面处理，表面处理之后的所述涂层表面粗糙度Ra≤0.3μm。
制备的涂层硬质合金可转位刀片中，所述(AlxSiyTi1-x-y)N涂层中的晶粒具有小于150nm的平均粒径，所述(AlxSiyTi1-x-y)N涂层的显微硬度≥30GPa。
图3和图4所示为本发明实施例二制造的硬质合金可转位刀片的表面及断口形貌，测得(AlxSiyTi1-x-y)N涂层中Si的含量为1.14％。
在涂层性能方面，以下通过钢件和铸铁铣削，对实施例一的刀片和该应用领域有关的CVDAlTiN涂层刀片进行切削实验对比。
操作：面铣削
工件：方块件
材料：合金钢
刀片类型：SNGX1206ANN-MM4
切削速度：200m/min
进给：0.2mm/z
切深：1mm
ae：60mm
干式削切
切削2.2分钟，8.8分钟，15.4分钟和25.2分钟后的磨损量VB(单位mm)测量结果于下表1中：
表1 切削2.2分钟，8.8分钟，15.4分钟和25.2分钟后的磨损量
2.2min 8.8min 15.4min 25.2min
(Al<sub>x</sub>Si<sub>y</sub>Ti<sub>1-x-y</sub>)N涂层 0.06 0.11 0.12 0.81
TiAlN涂层 0.11 0.16 0.56 --
结果显示，相同切削时间下，(AlxSiyTi1-x-y)N涂层的磨损量显著低于TiAlN涂层，表明与现有技术相比，本发明大大提高了刀片涂层的耐磨性。
在灰铁的铣削操作中，以下是测试实施例二的刀片和该应用领域有关的CVDAlTiN涂层刀片进行切削实验对比。
实验条件如下：
操作：面铣削
工件：方块件
材料：灰铁
刀片类型：SNGX1206ANN-MM4
切削速度：200m/min
进给：0.25mm/z
切深：1mm
ae：60mm
干式切削
切削3分钟6分钟和9分钟后的磨损量VB(单位mm)测量结果于下表2中：
表2 切削3分钟，6分钟和9分钟后的磨损量
3min 6min 9min
(Al<sub>x</sub>Si<sub>y</sub>Ti<sub>1-x-y</sub>)N涂层 0.17 0.27 0.35
TiAlN涂层 0.2 0.42 --
结果显示，相同切削时间下，(AlxSiyTi1-x-y)N涂层的磨损量显著低于TiAlN涂层，表明与现有技术相比，本发明大大提高了刀片涂层的耐磨性。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (12)

1.切削工具，其特征在于：包括基底和涂覆在基底上的单层或多层涂层，单层或多层涂层中至少包括一层(AlxSiyTi1-x-y)N涂层，其中，x≥0.70，0<y≤0.1。
2.根据权利要求1所述的切削工具，其特征在于：所述(AlxSiyTi1-x-y)N涂层通过化学气相沉积(CVD)沉积在所述基底上。
3.根据权利要求1所述的切削工具，其特征在于：所述(AlxSiyTi1-x-y)N涂层的厚度为0.01μm-20μm。
4.根据权利要求1所述的切削工具，其特征在于：所述(AlxSiyTi1-x-y)N涂层具有纳米晶结构。
5.根据权利要求4所述的切削工具，其特征在于：所述(AlxSiyTi1-x-y)N涂层中的晶粒的平均粒径小于150nm。
6.根据权利要求5所述的切削工具，其特征在于：所述(AlxSiyTi1-x-y)N涂层的显微硬度≥30GPa。
7.根据权利要求1所述的切削工具，其特征在于：所述基底涂覆单层涂层，涂层的厚度为0.5-25μm；或者，所述基底涂覆多层涂层，多层涂层的总厚度为0.5-25μm。
8.根据权利要求1所述的切削工具，其特征在于：所述基底涂覆多层涂层，多层所述涂层包括由基底向外依次涂覆的第一区涂层、第二区涂层和第三区涂层，其中，所述第一区涂层包括至少一层含有氮化钛或碳化钛的含钛涂层，所述第一区涂层的总厚度为0.1-3μm；
所述第二区涂层包括至少一层(AlxSiyTi1-x-y)N涂层，所述第二区涂层的总厚度为1-15μm；
所述第三区涂层包括至少一层TiN、TiC或TiCN着色涂层，所述第三区涂层的总厚度为0.1-2μm。
9.根据权利要求8所述的切削工具，其特征在于：所述第一区涂层的总厚度为0.2-0.9μm；
所述第二区涂层的总厚度为2-6μm；
所述第三区涂层的总厚度为0.3-0.5μm。
10.根据权利要求1-9任一项所述的切削工具，其特征在于：所述基底由烧结碳化物、金属陶瓷、陶瓷、钢、高速钢或硬质合金制成。
11.制造切削工具的方法，其特征在于：具有以下步骤：
(1)在容纳有基底的反应场所中提供第一反应气体，所述第一反应气体具有硅源；
(2)在容纳有基底的反应场所中提供第二反应气体，所述第二反应气体具有铝源；
(3)在容纳有基底的反应场所中提供其他反应气体，所述第一、第二和其他反应气体共同构成总反应气体；
(4)在反应场所中实施CVD过程，利用所述总反应气体在基底上沉积涂层，其中，沉积单层涂层时，所述涂层为(AlxSiyTi1-x-y)N涂层，其中，x≥0.70，0<y≤0.1；
沉积多层涂层时，所述多层涂层包括至少一层(AlxSiyTi1-x-y)N涂层，其中，x≥0.70，0<y≤0.1。
12.根据权利要求11所述的制造方法，其特征在于：所述基底由烧结碳化物、金属陶瓷、陶瓷、钢、高速钢、或硬质合金制成；
或/和，所述硅源为硅的卤化物，所述硅源占所述总反应气体的0.05％-0.3％；
或/和，所述铝源为AlCl3或Al(CH3)3，所述铝源占所述总反应气体的0.2％-0.8％；
或/和，所述总反应气体在600-900℃的温度下实施CVD过程；
或/和，所述步骤中还包括：(5)对所述涂层进行表面处理，表面处理采用湿喷砂，表面处理之后的所述涂层表面粗糙度Ra≤0.3μm。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113201724A (zh) * 2021-04-25 2021-08-03 赣州澳克泰工具技术有限公司 一种带涂层的切削刀具及其制造方法
CN114672786A (zh) * 2022-03-17 2022-06-28 赣州澳克泰工具技术有限公司 一种耐高温氧化、自润滑的多层涂层刀具及其制备方法
CN116555725A (zh) * 2023-07-10 2023-08-08 赣州澳克泰工具技术有限公司 一种cvd涂层切削刀具及其制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4714660A (en) * 1985-12-23 1987-12-22 Fansteel Inc. Hard coatings with multiphase microstructures
JP2004034186A (ja) * 2002-07-01 2004-02-05 Hitachi Tool Engineering Ltd 被覆切削工具及びその被覆方法
CN1654702A (zh) * 2005-02-16 2005-08-17 吴大维 高耐氧化纳米晶—非晶结构的超硬复合膜刀具及其沉积方法
CN104789938A (zh) * 2014-01-22 2015-07-22 三菱综合材料株式会社 硬质包覆层发挥优异的耐崩刀性的表面包覆切削工具
CN109072406A (zh) * 2016-04-08 2018-12-21 山高刀具公司 涂覆的切削工具

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4714660A (en) * 1985-12-23 1987-12-22 Fansteel Inc. Hard coatings with multiphase microstructures
JP2004034186A (ja) * 2002-07-01 2004-02-05 Hitachi Tool Engineering Ltd 被覆切削工具及びその被覆方法
CN1654702A (zh) * 2005-02-16 2005-08-17 吴大维 高耐氧化纳米晶—非晶结构的超硬复合膜刀具及其沉积方法
CN104789938A (zh) * 2014-01-22 2015-07-22 三菱综合材料株式会社 硬质包覆层发挥优异的耐崩刀性的表面包覆切削工具
CN109072406A (zh) * 2016-04-08 2018-12-21 山高刀具公司 涂覆的切削工具

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113201724A (zh) * 2021-04-25 2021-08-03 赣州澳克泰工具技术有限公司 一种带涂层的切削刀具及其制造方法
CN114672786A (zh) * 2022-03-17 2022-06-28 赣州澳克泰工具技术有限公司 一种耐高温氧化、自润滑的多层涂层刀具及其制备方法
CN114672786B (zh) * 2022-03-17 2023-04-28 赣州澳克泰工具技术有限公司 一种耐高温氧化、自润滑的多层涂层刀具及其制备方法
CN116555725A (zh) * 2023-07-10 2023-08-08 赣州澳克泰工具技术有限公司 一种cvd涂层切削刀具及其制备方法
CN116555725B (zh) * 2023-07-10 2023-09-12 赣州澳克泰工具技术有限公司 一种cvd涂层切削刀具及其制备方法

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