CN115055684B - 一种金刚石钻头烧结装置及其成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种金刚石钻头烧结装置，属于金刚石钻头加工技术领域。在金刚石钻头进行烧结工序前，烧结机构与抽气机构和输气机构分别脱开，在第一连接头内部安装有承重箱，承重箱顶部为放置金刚石钻头的储料盒，储料盒底部有落料槽，金刚石钻头有序落入落料板内，在支座上设置有滑槽，输气机构和抽气机构通过连接头在支座上滑动，与烧结机构连接，通过滑槽滑动的形式，可以提高连接效率；烧结机构内部输送机构在环形导轨环绕工作，推杆推动落料板内的金刚石钻头至固定环位置，由固定环将金刚石钻头夹紧，第一输送组件上安装的固定座位置对称，可以更好的保证在烧结管内部的金刚石钻头可以更好的受热。

Description

一种金刚石钻头烧结装置及其成型方法

技术领域

本发明属于金刚石钻头加工技术领域，尤其是一种金刚石钻头烧结装置及其成型方法。

背景技术

做切削刃的钻头称为金刚石钻头。该钻头属一体式钻头，整个钻头没有活动的零部件，结构比较简单，具有高强度、高耐磨和抗冲击的能力。

在传统金刚石钻头烧结加工时，通常使用的加工设备为烧结炉，在传统的烧结炉烧结步骤为：将多个需要加工的金刚石钻头由上至下的形式串接，而这种烧结方式，由于金刚石钻头距离烧结炉底部加热处位置不一致，在烧结完成后的不同位置的金刚石钻头由于受热不均而导致部分金刚石钻头刚度达不到使用标准，影响金刚石钻头使用寿命，质量不满足的金刚时钻头还要进行二次加工，浪费加工时间。

在金刚石钻头烧结过程中需要加入工作气体，已达到金刚石钻头表面还原性，而在烧结炉中加入工作气体经过一段时间后，工作气体含量达不到标准会影响到金刚石钻头的刚度，在金刚石钻头烧结过程中会产生其他杂质气体，也会影响金刚石钻头加工完成后的质量。

发明内容

发明目的：提供一种金刚石钻头烧结装置，以解决现有技术存在的上述问题。

技术方案：一种金刚石钻头烧结装置，包括控制箱、烧结机构、输送机构、输气机构、抽气机构和送料机构，所述烧结机构设置在所述控制箱上方，所述烧结机构包括箱座、加热箱、烧结管和支座，所述箱座设置在所述控制箱上方，所述支座设置在所述箱座两侧，所述加热箱设置在所述箱座上方，所述烧结管中部设置在所述加热箱内部，两端延伸至所述加热箱外部，所述烧结管底部开设有用于所述输送机构运输所述金刚石钻头的开口，所述输送机构设置在所述加热箱下部，所述烧结管两端分别与所述输气机构和所述抽气机构通过连接头连接，两个所述连接头中的一个朝向所述加热箱一侧设有所述送料机构，所述支座上开设有滑槽，所述连接头与所述滑槽滑动配合，所述送料机构随着所述滑动配合进入所述烧结管内，将所述金刚石钻头送至所述输送机构上，所述烧结管内部设置有空气含量检测组件和工作气体浓度检测组件，所述空气含量检测组件与抽气机构信号连接，所述工作气体浓度检测组件与输气机构信号连接；

所述控制箱内部设置有用于控制所述金刚石钻头加工的控制机构，所述控制机构分别与所述抽气机构和所述输气机构信号连接，在烧结过程中，所述控制机构控制所述抽气机构对所述烧结管进行抽真空，所述空气含量检测组件将所述烧结管内部空气含量达标信号发送至所述控制机构，所述控制机构控制所述空气含量检测组件停止工作，同步的控制所述输气机构对所述烧结管输送工作气体，所述工作气体浓度检测组件将所述烧结管内部工作气体浓度达标信号发送至所述控制机构，所述控制机构控制所述烧结机构进行所述金刚石钻头烧结工作。

在进一步的实施例中，所述连接头包括第一连接头和第二连接头，所述第一连接头与所述输气机构连接，所述第二连接头与所述抽气机构连接。

在进一步的实施例中，所述输气机构包括工作气体桶、输气管、第一滑板和第一固定板；

所述工作气体桶设置在所述控制箱侧面，所述输气管一端与所述工作气体桶固定连接、另一端与所述第一连接头固定连接，所述第一连接头底部与所述第一固定板连接，所述第一固定板与所述第一滑板连接，所述第一滑板与所述滑槽滑动配合。

在进一步的实施例中，所述抽气机构包括分子泵、抽气管、第二滑板和第二固定板；

所述分子泵通过支架与所述支座连接，所述抽气管一端与所述分子泵固定连接，另一端与所述第二连接头固定连接，所述第二连接头底部与所述第二固定板连接，所述第二固定板与所述第二滑板连接，所述第二滑板与所述滑槽滑动配合。

在进一步的实施例中，所述送料机构包括承重箱、储料盒、落料板、推杆和驱动组件；

所述承重箱与所述第一连接头焊接连接，所述储料盒设置在所述承重箱顶部，所述储料盒底部开设有落料槽，所述落料板设置在所述储料盒与所述承重箱之间，所述落料板侧面设置有用于推动所述金刚石钻头的推杆，所述推杆与所述驱动组件传动连接。

在进一步的实施例中，所述输送机构包括第一输送组件；

所述第一输送组件包括固定座、主动轮、从动轮、环形导轨、连接座和滑轮；

所述第一输送组件与所述加热箱之间设置有支撑架，所述环形导轨设置在所述支撑架上方，所述主动轮和所述从动轮分别设置在所述环形导轨两端，所述主动轮和所述从动轮通过链条传动连接，所述链条上设置有连接座，所述连接座通过锁头与所述固定座连接，所述固定座与所述环形导轨通过滑轮滑动配合，所述环形导轨上方安装有盖板，所述盖板与所述开口位置齐平。

在进一步的实施例中，所述输送机构还包括固定组件，所述固定组件包括固定环和调节杆；

所述调节杆与所述固定座连接，所述固定环设置在所述调节杆顶部，所述固定环设置为分体式结构。

在进一步的实施例中，所述输送机构还包括第二输送组件，所述第二输送组件包括滑轨、滑座、收集座和托盘；

所述滑轨安装在所述烧结管内部，所述滑座与所述滑轨滑动配合，所述收集座与所述滑座连接，所述托盘设置在所述收集座上方。

在进一步的实施例中，所述加热箱包括箱体和箱盖，所述箱体设置在所述箱座上方，所述箱体上方设置有加热板，所述加热板横向端通过固定罩与所述箱体连接，所述箱盖与所述箱体连接，所述箱盖与所述加热板之间设置有散热板；

所述加热板设置有多个，所述加热板设置为弧形，所述箱体开设有用于放置所述输送机构的第一空腔，所述箱盖开设有用于适应所述加热板高度尺寸的第二空腔，所述加热板纵向端与所述箱体顶部连接。

在进一步的实施例中，包括如下步骤：

步骤一：在金刚石钻头加工前，输气机构和抽气机构与烧结管呈现分离状态；

步骤二；将需要加工的金刚石钻头放置在储料盒内，直至装满后等待加工；

步骤三：当金刚石钻头加工时，与输气机构连接的第一连接头和与抽气机构连接的第二连接头分别与烧结管连接，安装在第一连接头上的送料机构进入烧结管内部，驱动组件带动推杆将金刚石钻头推送至固定环处固定，后由输送机构进行金刚石钻头输送，直至固定环装满或落料板内无金刚石钻头；

步骤四：完成金刚石钻头装配工作，输气机构和抽气机构与烧结管连接，先由抽气机构进行烧结管内部抽真空，安装在烧结管内部的空气含量检测组件检测烧结管内空气含量达到标准后，输气机构向烧结管内输送工作气体，当工作气体浓度检测组件检测烧结管内工作气体浓度达到标准后，烧结机构开始烧结工作；

步骤五：完成金刚石钻头烧结工作，与输气机构连接的第一连接头通过第一滑板与滑槽配合，与烧结管分离；同步的，与抽气机构连接的第二连接头通过第二滑板与滑槽配合，与烧结管分离。

有益效果：

1、在金刚石钻头进行烧结工序前，烧结机构与抽气机构和输气机构分别脱开，在第一连接头内部安装有承重箱，承重箱顶部为放置金刚石钻头的储料盒，储料盒底部有落料槽，金刚石钻头有序落入落料板内，在支座上设置有滑槽，输气机构和抽气机构通过连接头在支座上滑动，与烧结机构连接，通过滑槽滑动的形式，可以提高连接效率；烧结机构内部输送组件在环形导轨环绕工作，推杆推动落料板内的金刚石钻头至固定环位置，由固定环将金刚石钻头夹紧，第一输送组件上安装的固定座位置对称，可以更好的保证在烧结管内部的金刚石钻头可以更好的受热；在固定环上装满金刚石钻头或落料板上无剩余金刚石钻头时，第一输送组件停止运转等待烧结工作开始；

2、在烧结工序开始前，需要通过抽气机构对烧结管内部进行抽真空处理，防止在烧结管内残留大量空气，在烧结过程中空气中杂质与金刚石钻头融合，而影响到金刚石钻头整体强度；抽真空结束后，由输气机构将工作气体输送至烧结管内，通过工作气体对金刚石钻头表面进行还原，同时输送工作气体时分为多次输送而非一次输送完成，多次输送可以保证烧结管内工作气体浓度满足烧结质量的标准，保证金刚石钻头的整体强度；

3、在烧结管上方安装有半弧形加热板，半弧形加热板加热面为烧结管上半部，保证加热位置集中，而输送机构等设置在远离加热板的下半部，防止因高温影响到使用寿命；在加热板上方安装有散热板，可以通过散热板将加热时产生的热量散发至加热箱外，同时箱盖与箱体为分体时，在不需加工时，可以将箱盖打开，清理内部浮灰；在加工完成后提高散热速度；

4、控制箱内有控制机构，通过控制机构控制烧结机构的温度控制、工作气体桶注入工作气体量控制、抽真空控制；无需人为手动操作，提高加工效率。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的散热板的结构示意图。

图3是本发明的加热板的结构示意图。

图4是本发明的第一输送组件的结构示意图。

图5是本发明的第二输送组件的结构示意图。

图6是本发明的烧结管内部结构示意图。

图7是本发明的烧结管与第一输送组件的位置关系示意图。

附图标记为： 1、烧结管；2、第二连接头；3、抽气管；4、分子泵；5、支座；6、控制箱；7、第一电机；8、工作气体桶；9、输气管；10、第一连接头；11、加热箱；12、箱盖；13、固定罩；14、散热板；15、加热板；16、从动轮；17、环形导轨；18、连接座；19、固定座；20、锁头；21、主动轮；22、第三电机；23、滑轨；24、滑座；25、收集座；26、托盘；27、第二电机；28、固定环；29、滑轮；30、储料槽；31、推杆；32、第四电机；33、承重箱；34、落料板。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

如图1至图7所示，一种金刚石钻头烧结装置由烧结管1、第二连接头2、抽气管3、分子泵4、支座5、控制箱6、第一电机7、工作气体桶8、输气管9、第一连接头10、加热箱11、箱盖12、固定罩13、散热板14、加热板15、从动轮16、环形导轨17、连接座18、固定座19、锁头20、主动轮21、第三电机22、滑轨23、滑座24、收集座25、托盘26、第二电机27、固定环28、滑轮29、储料槽30、推杆31、第四电机32、承重箱33、落料板34组成。

如图1至图7所示，所述控制箱6设置在指定位置，所述第一电机7设置在所述控制箱6侧面，所述箱座设置在所述控制箱6上方，所述支座5设置在所述箱座两侧，所述加热箱11设置在所述箱座上方，所述加热板15设置在所述加热箱11内部，所述固定罩13与所述加热板15连接，所述散热板14设置在所述加热板15上方，所述箱盖12设置在所述散热板14上方，所述烧结管1贯穿所述加热箱11，所述工作气体桶8设置在所述加热箱11侧面，所述输气管9与所述工作气体桶8连接，所述第一连接头10与所述输气管9连接，所述第一连接头10与所述烧结管1一端连接，所述第二连接头2与所述烧结管1另一端连接，所述抽气管3与所述第二连接头2连接，所述分子泵4与所述抽气管3连接，所述支架设置在所述分子泵4下方，所述承重箱33与所述第一连接头10连接，所述承重箱33顶部设置有储料盒，所述储料盒下方设置有落料板34，所述推杆31设置在所述落料板34侧面，所述第四电机32与所述推杆31连接，所述第三电机22与所述主动轮21传动连接，所述从动轮16通过链条与所述主动轮21传动连接，所述主动轮21和所述从动轮16分别设置在所述环形导轨17内部，所述链条上设置有连接座18，所述环形导轨17上安装有固定座19，所述固定座19与所述连接座18通过锁头20连接，所述固定座19通过滑轮29与所述环形导轨17滑动连接，所述第二电机27与所述滑座24连接，所述滑座24与所述滑轨23滑动配合，所述收集座25与所述滑座24连接，所述托盘26设置在所述收集座25上方。

在加工之前，烧结机构、抽气机构以及输气机构相互之间脱开，为了减少抽气机构和输气机构与烧结机构之间连接阻力，在支座5上开设有滑槽，第二连接头2和第一连接头10在滑槽上滑动，第一连接头10和第二连接头2与烧结管1连接，在第一连接头10上安装有承重箱33，承重箱33顶部安装有储料盒，用于装载待加工的金刚石钻头，在储料盒底部开设有落料槽，金刚石钻头通过落料槽有序的落至落料板34内，通过推杆31推动金刚石钻头至烧结管1内部进行烧结；当物料装配完成后，由抽气机构对烧结管1内进行抽真空，在烧结管1内安装有空气含量检测组件，检测烧结管1内部空气含量是否达到预设数据，如满足输气机构开始输气工作；如不满足，进行二次抽真空，查看结果依旧不满足则进行漏气点的检测，进行抽真空为了防止烧结管1内含有大量空气，在烧结过程中与过多杂质结合，影响金刚石钻头的使用刚度；输气机构将工作气体输入至烧结管1内，作为金刚石钻头烧结过程中的还原剂，而工作气体则采用氨气，在烧结管1内部安装有工作气体浓度检测组件，检测烧结管1内工作气体量是否足量，如果不够足量需要再次进行输送，满足烧结所需加工量后停止输送，通过氨气还原保证金刚石钻头烧结质量；最终烧结机构工作完成金刚石钻头烧结工作。

箱座与加热箱11连接，箱座内部安装有温度控制机构与加热箱11内部的加热板15连接，加热板15有多块，在不同区域进行加热、调温、控温等，为了防止加热板15加热产生的热量，影响到安装在烧结管1底部的输送机构，加热板15设计为拱形，仅包裹烧结管1上半部分，完成烧结工作；加热板15温度恒定，可以有效的保证烧结管1内加热温度均匀，保证烧结质量；在加热板15两侧安装有固定罩13，通过固定罩13进行加热板15固定，防止在生产过程中加热板15出现晃动等问题，为了加快加热箱11加热时的散热速度，在加热板15上方安装有散热板14，将多余热量释放，加热箱11有箱体和箱盖12，二者连接，在连接及贴合位置安装有具有密封功能的领件，可以提高整体的密封性。

烧结管1底部有孔洞，用于配合环形导轨17尺寸，环形导轨17上安装有用于运输金刚石钻头的固定座19，固定座19两侧安装有滑轮29与环形导轨17滑动配合，减少在运输过程中受到的阻力，在环形导轨17内部安装有主动轮21和从动轮16，主动轮21和从动轮16之间通过链条传动连接，链条侧面安装连接座18，连接座18与固定座19通过锁头20连接，在链条传动时，固定座19同步进行传动。

在固定座19上安装用于夹紧金刚石钻头的固定环28，固定环28为分开式结构，可以夹紧不同的尺寸的金刚石钻头，固定环28底部的连接杆可以进行一定角度调节，将加工完成的金刚石钻头放置在托盘26上。

控制箱6内有控制机构，通过控制机构控制烧结机构内的温度传感器进行温度控制，温度传感器采用热电偶式温度传感器，可以有效监控烧结机构加热时温度变换、工作气体桶8注入工作气体量由工作气体浓度检测组件控制、烧结管1内抽真空由空气含量检测组件控制；无需人为手动操作，提高加工效率。

本发明的工作原理如下：

在金刚石钻头进行烧结工序前，烧结机构与抽气机构和输气机构分别脱开，在第一连接头10内部安装有承重箱33，承重箱33顶部为放置金刚石钻头的储料盒，储料盒底部有落料槽，金刚石钻头有序落入落料板34内，在支座5上设置有滑槽，输气机构和抽气机构通过连接头在支座5上滑动，与烧结机构连接，通过滑槽滑动的形式，可以提高连接效率；烧结机构内部输送组件在环形导轨17环绕工作，推杆31推动落料板34内的金刚石钻头至固定环28位置，由固定环28将金刚石钻头夹紧，第一输送组件上安装的固定座19位置对称，可以更好的保证在烧结管1内部的金刚石钻头可以更好的受热；在固定环28上装满金刚石钻头或落料板34上无剩余金刚石钻头时，第一输送组件停止运转等待烧结工作开始；在烧结工序开始前，需要通过抽气机构对烧结管1内部进行抽真空处理，防止在烧结管1内残留大量空气，在烧结过程中空气中杂质与金刚石钻头融合，而影响到金刚石钻头整体强度；抽真空结束后，由输气机构将工作气体输送至烧结管1内，通过工作气体对金刚石钻头表面进行还原，同时输送工作气体时分为多次输送而非一次输送完成，多次输送可以保证烧结管1内工作气体浓度满足烧结质量的标准，保证金刚石钻头的整体强度；在烧结管1上方安装有半弧形加热板15，半弧形加热板15加热面为烧结管1上半部，保证加热位置集中，而输送机构等设置在远离加热板15的下半部，防止因高温影响到使用寿命；在加热板15上方安装有散热板14，可以通过散热板14将加热时产生的热量散发至加热箱11外，同时箱盖12与箱体为分体时，在不需加工时，可以将箱盖12打开，清理内部浮灰；在加工完成后提高散热速度；控制箱6内有控制机构，通过控制机构控制烧结机构的温度控制、工作气体桶8注入工作气体量控制、抽真空控制；无需人为手动操作，提高加工效率。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种金刚石钻头烧结装置，包括控制箱（6）、烧结机构、输送机构、输气机构、抽气机构和送料机构，所述烧结机构设置在所述控制箱（6）上方，其特征在于，所述烧结机构包括箱座、加热箱（11）、烧结管（1）和支座（5），所述箱座设置在所述控制箱（6）上方，所述支座（5）设置在所述箱座两侧，所述加热箱（11）设置在所述箱座上方，所述烧结管（1）中部设置在所述加热箱（11）内部，两端延伸至所述加热箱（11）外部，所述烧结管（1）底部开设有用于所述输送机构运输所述金刚石钻头的开口，所述输送机构设置在所述加热箱（11）下部，所述烧结管（1）两端分别与所述输气机构和所述抽气机构通过连接头连接，两个所述连接头中的一个朝向所述加热箱（11）一侧设有所述送料机构，所述支座（5）上开设有滑槽，所述连接头与所述滑槽滑动配合，所述送料机构随着所述滑动配合进入所述烧结管（1）内，将所述金刚石钻头送至所述输送机构上，所述烧结管（1）内部设置有空气含量检测组件和工作气体浓度检测组件，所述空气含量检测组件与抽气机构信号连接，所述工作气体浓度检测组件与输气机构信号连接；

所述控制箱（6）内部设置有用于控制所述金刚石钻头加工的控制机构，所述控制机构分别与所述抽气机构和所述输气机构信号连接，在烧结过程中，所述控制机构控制所述抽气机构对所述烧结管（1）进行抽真空，所述空气含量检测组件将所述烧结管（1）内部空气含量达标信号发送至所述控制机构，所述控制机构控制所述空气含量检测组件停止工作，同步的控制所述输气机构对所述烧结管（1）输送工作气体，所述工作气体浓度检测组件将所述烧结管（1）内部工作气体浓度达标信号发送至所述控制机构，所述控制机构控制所述烧结机构进行所述金刚石钻头烧结工作。

2.如权利要求1所述的一种金刚石钻头烧结装置，其特征在于，所述连接头包括第一连接头（10）和第二连接头（2），所述第一连接头（10）与所述输气机构连接，所述第二连接头（2）与所述抽气机构连接。

3.如权利要求2所述的一种金刚石钻头烧结装置，其特征在于，所述输气机构包括工作气体桶（8）、输气管（9）、第一滑板和第一固定板；

所述工作气体桶（8）设置在所述控制箱（6）侧面，所述输气管（9）一端与所述工作气体桶（8）固定连接、另一端与所述第一连接头（10）固定连接，所述第一连接头（10）底部与所述第一固定板连接，所述第一固定板与所述第一滑板连接，所述第一滑板与所述滑槽滑动配合。

4.如权利要求2所述的一种金刚石钻头烧结装置，其特征在于，所述抽气机构包括分子泵（4）、抽气管（3）、第二滑板和第二固定板；

所述分子泵（4）通过支架与所述支座（5）连接，所述抽气管（3）一端与所述分子泵（4）固定连接，另一端与所述第二连接头（2）固定连接，所述第二连接头（2）底部与所述第二固定板连接，所述第二固定板与所述第二滑板连接，所述第二滑板与所述滑槽滑动配合。

5.如权利要求2所述的一种金刚石钻头烧结装置，其特征在于，所述送料机构包括承重箱（33）、储料盒、落料板（34）、推杆（31）和驱动组件；

所述承重箱（33）与所述第一连接头（10）焊接连接，所述储料盒设置在所述承重箱（33）顶部，所述储料盒底部开设有落料槽，所述落料板（34）设置在所述储料盒与所述承重箱（33）之间，所述落料板（34）侧面设置有用于推动所述金刚石钻头的推杆（31），所述推杆（31）与所述驱动组件传动连接。

6.如权利要求1所述的一种金刚石钻头烧结装置，其特征在于，所述输送机构包括第一输送组件；

所述第一输送组件包括固定座（19）、主动轮（21）、从动轮（16）、环形导轨（17）、连接座（18）和滑轮（29）；

所述第一输送组件与所述加热箱（11）之间设置有支撑架，所述环形导轨（17）设置在所述支撑架上方，所述主动轮（21）和所述从动轮（16）分别设置在所述环形导轨（17）两端，所述主动轮（21）和所述从动轮（16）通过链条传动连接，所述链条上设置有连接座（18），所述连接座（18）通过锁头（20）与所述固定座（19）连接，所述固定座（19）与所述环形导轨（17）通过滑轮（29）滑动配合，所述环形导轨（17）上方安装有盖板，所述盖板与所述开口位置齐平。

7.如权利要求6所述的一种金刚石钻头烧结装置，其特征在于，所述输送机构还包括固定组件，所述固定组件包括固定环（28）和调节杆；

所述调节杆与所述固定座（19）连接，所述固定环（28）设置在所述调节杆顶部，所述固定环（28）设置为分体式结构。

8.如权利要求6所述的一种金刚石钻头烧结装置，其特征在于，所述输送机构还包括第二输送组件，所述第二输送组件包括滑轨（23）、滑座（24）、收集座（25）和托盘（26）；

所述滑轨（23）安装在所述烧结管（1）内部，所述滑座（24）与所述滑轨（23）滑动配合，所述收集座（25）与所述滑座（24）连接，所述托盘（26）设置在所述收集座（25）上方。

9.如权利要求1所述的一种金刚石钻头烧结装置，其特征在于，所述加热箱（11）包括箱体和箱盖（12），所述箱体设置在所述箱座上方，所述箱体上方设置有加热板（15），所述加热板（15）横向端通过固定罩（13）与所述箱体连接，所述箱盖（12）与所述箱体连接，所述箱盖（12）与所述加热板（15）之间设置有散热板（14）；

所述加热板（15）设置有多个，所述加热板（15）设置为弧形，所述箱体开设有用于放置所述输送机构的第一空腔，所述箱盖（12）开设有用于适应所述加热板（15）高度尺寸的第二空腔，所述加热板（15）纵向端与所述箱体顶部连接。

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