CN117327881A - 一种汽车外板用厚锌层高表面热镀锌特深冲板的生产方法 - Google Patents

一种汽车外板用厚锌层高表面热镀锌特深冲板的生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种汽车外板用厚锌层高表面热镀锌特深冲板的生产方法。本发明采用Ti‑IF钢，进行炼钢、热轧、酸轧及热镀的工艺控制，首先通过炼钢纯净钢的工艺控制，减少夹杂物源头产生；同时在热轧工艺通过加热炉加热工艺控制减少翘皮产生及冷轧的酸洗、压下率及热镀工艺参数控制，减少翘皮缺陷的影响；得到了一种生产用于厚锌层高表面热镀锌汽车外板用钢，具有高表面厚锌层和良好的成型性能，满足汽车外板复杂的成型和较高的表面要求，涂装后表面无点状缺陷，表面优良；工艺简单，无需额外投入设备技改费用，便于工业化应用。

Description

一种汽车外板用厚锌层高表面热镀锌特深冲板的生产方法
技术领域
本发明涉及钢铁冶金领域，具体涉及一种汽车外板用厚锌层高表面热镀锌特深冲板的生产方法。
背景技术
随着现代汽车工艺的飞速发展，我国已成为世界第一大汽车生产与消费国，国内外对冷轧汽车板需求量日益增加。热镀锌板因其外观美丽、镀层均匀、良好的机械性能、优异的涂装性等特点而广泛应用于汽车车身。热镀锌外板生产工艺十分复杂，对设备、热浸镀工艺和全流程生产管理都提出很高要求。随着生产工艺的不断进步，汽车公司对钢铁公司所供应的汽车外板表面质量和耐蚀性要求也越来越高，对厚锌层外板的需求也越来越多，较厚的锌层有着更好的耐蚀性，当电化学腐蚀发生时，镀锌层是阳极，保护着作为阴极的铁基体，所以镀层越厚使用寿命越长，但厚锌层热镀锌产品的锌层重量控制不均、厚边及表面小黑点等问题影响着厚锌层产品的市场推广，尤其是热镀锌后表面小黑点问题，影响着后续冲压和涂装，点状缺陷不解决无法满足客户需求，这些都对汽车外板实际生产控制提出了越来越高的挑战。如何稳定生产出优良表面质量与耐蚀性能兼得的热镀锌汽车外板产品，对于市场推广和企业市场竞争力具有现实意义。
通过对国内外的文献资源进行检索，共查到与本研究项目相关文献11篇。在所查公开发表文献中，关于厚锌层高表面热镀锌汽车外板的报道有两项。(1)公开(公告)号CN103627957B:一种CR4热镀锌汽车板用钢，其化学成分质量百分比为：C：0.0008-0.0015％，Mn：0.08-0.18％，Si：≤0.010％，P：≤0.010％，S：≤0.008％，Als：0.025-0.06％，N：≤0.004％，B：0.0006～0.0012％，Ti：0.03～0.07％，其余为Fe及不可避免杂质。本发明提供的CR4热镀锌汽车用钢的生产方法通过调整C、Si、Mn、P、B含量和在对热轧、连续退火与热镀锌工艺综合优化，所生产的CR4热镀锌汽车用钢板具有高深冲性能、极低二次加工脆性转变温度与O5级汽车外板的特点，满足高端汽车用户要求，带来可观的经济效益。(2)公开(公告)号CN112159926A:一种经济型优良综合力学性能热镀锌汽车外板用钢及其生产方法，属于热镀锌汽车用钢技术领域。热镀锌汽车外板用钢其主要化学元素组成及质量百分比含量为：C：0.001～0.005％，Si：0.09～0.15％，Mn：0.40～0.55％，Ti：0.05～0.07％，Als：0.02～0.06％，P：0.035～0.055％，S≤0.015％，N≤0.005％，Nb：0.001～0.006％，B≤0.0015％，余量为Fe和不可避免的杂质。热镀锌汽车外板用钢成型性能优良，综合力学性能优良，性能稳定性好，表面质量高，生产成本低，已经实现工业化大批量稳定生产，企业经济效益良好。但是上述热镀锌汽车板用钢均未满足厚锌层(≥60/60g/m2)高表面(表面分选度1000)要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种汽车外板用厚锌层高表面热镀锌特深冲板的生产方法，所得钢板具有高表面厚锌层和良好的成型性能，满足汽车外板复杂的成型和较高的表面要求，涂装后表面无点状缺陷，表面优良。
为了实现上述技术目的，本发明采用以下技术方案：
提供一种汽车外板用厚锌层高表面热镀锌特深冲板的生产方法，具体工艺包括铁水脱硫、转炉冶炼、RH真空处理、连铸、热轧、酸洗、冷轧和热镀锌，具体步骤如下：
炼钢工艺：钢水经连续铸造得到的板坯，采取火焰清理方式对板坯表面进行清理，同时通过修磨措施，提高机清后板坯表面质量；其中，按重量百分比计，所述钢水的化学成分为C≤0.002％、Si≤0.020％、Mn：0.06-0.12％、P≤0.015％、S≤0.010％、Als:0.02-0.06％、Ti：0.045-0.06％、B：0.0002-0.0006％、N≤0.003％，其余为Fe和不可避免的杂质；
热轧工艺：连铸板坯采用冷坯装炉的方式，板坯入炉后，控制板坯一加温度≤1050℃，空气过剩系数-8～-12％，二加温度≤1150℃，板坯出炉温度范围为1220-1280℃；粗轧除鳞机速度按照0.7-0.8m/min控制，提升除鳞效果，然后经过初轧、终轧，卷取；
酸轧工艺：酸洗速度控制在160-270mpm，采用冷连轧轧制机组进行5道次轧制，压下率为81～93％；
热镀锌工艺：热镀锌机组P6板温控制在463-467℃，锌液温度控制在458-462℃，炉鼻子露点-5-10℃，上/下表面锌层60-63g/m2。
按上述方案，从铁水脱硫开始，经转炉冶炼后，对钢水进行真空处理，然后连续铸造得到的钢坯。
按上述方案，所述热轧工艺中，初轧温度控制在1030-1090℃，Ti-IF钢的Ar3点一般为900℃左右，终轧温度控制900-940℃，避免两相区轧制，卷取温度控制在660-700℃。
按上述方案，所述热镀工艺中，热镀锌机组的速度控制在100-120mpm，基板P2/P3板温℃控制在840-850℃。其中，P6、P2和P3均是热镀锌的常规工艺参数；P6板温指的是退火结束后进锌锅前的板温；P2、P3板温指的是退火均热温度。
按上述方案，所述热镀工艺中，锌锅中锌液的铝含量0.25-0.3％。
提供一种上述生产方法所得热镀锌特深冲板。
按上述方案，所述热镀锌特深冲板的厚度为0.50～1.0mm，晶粒度7.5-8级，屈服强度140-165MPa，抗拉强度270-330MPa，延伸率≥42％，R均值≥1.8，N90≥0.21。
按上述方案，所述热镀锌特深冲板中，锌层厚度≥60/60g/m2，表面分选度1000。其中锌层厚度≥60/60g/m2，是指双面的锌层厚度均≥60g/m2。
提供一种上述热镀锌特深冲板在厚锌层高表面的汽车外板用钢中的应用，所述厚锌层指锌层厚度≥60/60g/m2，高表面指表面分选度1000。
本发明的有益效果如下：
本发明采用Ti-IF钢，进行炼钢、热轧、酸轧及热镀的工艺控制，首先通过炼钢纯净钢的工艺控制，减少夹杂物源头产生；同时在热轧工艺通过加热炉加热工艺控制减少翘皮产生及冷轧的酸洗、压下率及热镀工艺参数控制，减少翘皮缺陷的影响；得到了一种生产用于厚锌层高表面热镀锌汽车外板用钢，具有高表面厚锌层和良好的成型性能，满足汽车外板复杂的成型和较高的表面要求，涂装后表面无点状缺陷，表面优良；工艺简单，无需额外投入设备技改费用，便于工业化应用。
附图说明：
图1为本发明实施例1的热轧板酸洗表面形貌图。
图2为本发明对比例1的热轧板酸洗表面形貌图。
具体实施方式：
下面通过具体实施例对本发明的技术方案做进一步的解释说明。
实施例1：
提供一种汽车外板用厚锌层高表面热镀锌特深冲板的生产方法，钢板化学成分重量百分含量为：C：0.002％、Si：0.004％、Mn：0.12％、P：0.011％、S：0.010％、Als：0.02％、Ti：0.05％、B：0.0005％、N：0.0025％，其余为Fe和不可避免的杂质。
具体实施工艺包括以下步骤：
炼钢工艺：从铁水脱硫开始，经转炉冶炼后，对钢水进行真空处理，然后进行连续铸造成钢坯，采取火焰清理方式对板坯表面进行清理，以消除皮下3mm以内的夹杂物的影响，同时通过修磨措施，提高机清后板坯表面质量，避免机清过程局部不均匀造成的毛刺或凸棱在轧制过程中经过多次碾轧而形成机清“翘皮”缺陷。
热轧工艺：为了避免连铸缺陷造成热轧工序出现翘皮，热轧厂在生产过程中连铸钢坯采用冷坯装炉的方式。板坯入炉后，控制板坯一加温度1050℃，空气过剩系数-10％，二加温度1150℃，板坯出炉温度范围为1280℃，通过控制一加和二加温度保证板坯在一个缓慢合适的温度进行加热，避免加热过快，产生翘皮；出炉温度可以保证晶粒完全奥氏体化。粗轧除鳞机速度按照0.8m/min控制，提升除鳞效果，初轧温度控制在1090℃，Ti-IF钢的Ar3点一般为900℃左右，终轧温度控制940℃，避免两相区轧制，卷取温度控制在700℃。
酸轧工艺：将热轧钢带进行酸洗，确保带钢表面氧化铁皮酸洗干净且不过酸洗，酸洗速度为270mpm，用五机架连轧机进行冷轧，压下率为85％。
热镀工艺：连续热镀锌机组速度控制在110mpm，基板P2/P3板温℃控制在850℃，P6板温控制在465℃，锌液温度控制在460℃，铝含量0.3％，炉鼻子露点5℃，上/下表面锌层63g/m2。再进行光整，即得到厚度为1.0mm的冷轧钢板，晶粒度7.5级，屈服强度145MPa，抗拉强度280MPa，延伸率45％，R均值2.2，N90值0.23，同时满足用于厚锌层(≥60/60g/m2)高表面(表面分选度1000)的汽车外板。
实施例2：
提供一种汽车外板用厚锌层高表面热镀锌特深冲板的生产方法，钢板化学成分重量百分含量为：C：0.0015％、Si：0.005％、Mn：0.10％、P：0.010％、S：0.008％、Als：0.03％、Ti：0.05％、B：0.0005％、N：0.0030％其余为Fe和不可避免的杂质。
具体实施工艺包括以下步骤：
炼钢工艺：从铁水脱硫开始，经转炉冶炼后，对钢水进行真空处理，然后进行连续铸造成钢坯，采取火焰清理方式对板坯表面进行清理，同时通过修磨措施，提高机清后板坯表面质量。
热轧工艺：连铸钢坯采用冷坯装炉的方式，板坯入炉后，控制板坯一加温度1030℃，空气过剩系数-9％，二加温度1130℃，板坯出炉温度范围为1250℃。粗轧除鳞机速度按照0.8m/min控制，初轧温度控制在1050℃，终轧温度控制930℃，卷取温度控制在680℃。
酸轧工艺：将热轧钢带进行酸洗，酸洗速度为250mpm，用五机架连轧机进行冷轧，压下率为81％。
热镀工艺：连续热镀锌机组速度控制在110mpm，基板P2/P3板温℃控制在845℃，P6板温控制在465℃，锌液温度控制在462℃，铝含量0.28％，炉鼻子露点2℃，上/下表面锌层62g/m2。再进行光整，即得到厚度为1.0mm的冷轧钢板，晶粒度7.5级，屈服强度155MPa，抗拉强度300MPa，延伸率46％，R均值2.2，N90值0.23，同时满足用于厚锌层(≥60/60g/m2)高表面(表面分选度1000)的汽车外板。
实施例3：
提供一种汽车外板用厚锌层高表面热镀锌特深冲板的生产方法，钢板化学成分重量百分含量为：C：0.0018％、Si：0.006％、Mn：0.12％、P：0.013％、S：0.006％、Als：0.06％、Ti：0.05％、B：0.0006％、N：0.003％其余为Fe和不可避免的杂质。
具体实施工艺包括以下步骤：
炼钢工艺：从铁水脱硫开始，经转炉冶炼后，对钢水进行真空处理，然后进行连续铸造成钢坯，采取火焰清理方式对板坯表面进行清理，同时通过修磨措施，提高机清后板坯表面质量。
热轧工艺：连铸钢坯采用冷坯装炉的方式，板坯入炉后，控制板坯一加温度1020℃，空气过剩系数-11％，二加温度1120℃，板坯出炉温度范围为1230℃。粗轧除鳞机速度按照0.8m/min控制，初轧温度控制在1030℃，终轧温度控制920℃，卷取温度控制在670℃。
酸轧工艺：将热轧钢带进行酸洗，酸洗速度为230mpm，用五机架连轧机进行冷轧，压下率为86％。
热镀工艺：连续热镀锌机组速度控制在110mpm，基板P2/P3板温℃控制在848℃，P6板温控制在465℃，锌液温度控制在460℃，铝含量0.27％，炉鼻子露点-1℃，上/下表面锌层61g/m2。再进行光整，即得到厚度为0.65mm的冷轧钢板，晶粒度7.5级，屈服强度158MPa，抗拉强度302MPa，延伸率47％，R均值2.3，N90值0.22，同时满足用于厚锌层(≥60/60g/m2)高表面(表面分选度1000)的汽车外板。
实施例4：
提供一种汽车外板用厚锌层高表面热镀锌特深冲板的生产方法，钢板化学成分重量百分含量为：C：0.0014％、Si：0.005％、Mn：0.11％、P：0.011％、S：0.007％、Als：0.04％、Ti：0.055％、B：0.0006％、N：0.0025％其余为Fe和不可避免的杂质。
具体实施工艺包括以下步骤：
炼钢工艺：从铁水脱硫开始，经转炉冶炼后，对钢水进行真空处理，然后进行连续铸造成钢坯，采取火焰清理方式对板坯表面进行清理，同时通过修磨措施，提高机清后板坯表面质量。
热轧工艺：连铸钢坯采用冷坯装炉的方式，板坯入炉后，控制板坯一加温度1010℃，空气过剩系数-12％，二加温度1110℃，板坯出炉温度范围为1220℃。粗轧除鳞机速度按照0.8m/min控制，初轧温度控制在1040℃，终轧温度控制910℃，卷取温度控制在660℃。
酸轧工艺：将热轧钢带进行酸洗，酸洗速度为220mpm，用五机架连轧机进行冷轧，压下率为88％。
热镀工艺：连续热镀锌机组速度控制在110mpm，基板P2/P3板温℃控制在847℃，P6板温控制在465℃，锌液温度控制在458℃，铝含量0.24％，炉鼻子露点2℃，上/下表面锌层60g/m2。再进行光整，即得到厚度为0.55mm的冷轧钢板，晶粒度7.5级，屈服强度160MPa，抗拉强度310MPa，延伸率44％，R均值2.1，N90值0.21，同时满足用于厚锌层(≥60/60g/m2)高表面(表面分选度1000)的汽车外板。
实施例5：
提供一种汽车外板用厚锌层高表面热镀锌特深冲板的生产方法，钢板将化学成分重量百分含量为：C：0.0016％、Si：0.005％、Mn：0.11％、P：0.008％、S：0.005％、Als：0.05％、Ti：0.05％、B：0.0003％、N：0.0028％其余为Fe和不可避免的杂质。
具体实施工艺包括以下步骤：
炼钢工艺：从铁水脱硫开始，经转炉冶炼后，对钢水进行真空处理，然后进行连续铸造成钢坯，采取火焰清理方式对板坯表面进行清理，同时通过修磨措施，提高机清后板坯表面质量。
热轧工艺：连铸钢坯采用冷坯装炉的方式，板坯入炉后，控制板坯一加温度1040℃，空气过剩系数-8％，二加温度1140℃，板坯出炉温度范围为1240℃。粗轧除鳞机速度按照0.8m/min控制，初轧温度控制在1040℃，终轧温度控制930℃，卷取温度控制在680℃。
酸轧工艺：将热轧钢带进行酸洗，用五机架连轧机进行冷轧，酸洗速度为200mpm，压下率为85％。
热镀工艺：连续热镀锌机组速度控制在110mpm，基板P2/P3板温℃控制在845℃，P6板温控制在465℃，锌液温度控制在460℃，铝含量0.28％，炉鼻子露点1℃，上/下表面锌层60g/m2。再进行光整，即得到厚度为0.75mm的冷轧钢板，晶粒度7.5级，屈服强度148MPa，抗拉强度282MPa，延伸率45％，R均值2.3，N90值0.22，同时满足用于厚锌层(≥60/60g/m2)高表面(表面分选度1000)的汽车外板。
实施例6：
提供一种汽车外板用厚锌层高表面热镀锌特深冲板的生产方法，钢板化学成分重量百分含量为：C：0.0018％、Si：0.004％、Mn：0.12％、P：0.008％、S：0.005％、Als：0.05％、Ti：0.05％、B：0.0004％、N：0.0026％其余为Fe和不可避免的杂质。
具体实施工艺包括以下步骤：
炼钢工艺：从铁水脱硫开始，经转炉冶炼后，对钢水进行真空处理，然后进行连续铸造成钢坯，采取火焰清理方式对板坯表面进行清理，同时通过修磨措施，提高机清后板坯表面质量。
热轧工艺：连铸钢坯采用冷坯装炉的方式，板坯入炉后，控制板坯一加温度1030℃，空气过剩系数-10％，二加温度1120℃，板坯出炉温度范围为1260℃。粗轧除鳞机速度按照0.8m/min控制，初轧温度控制在1030℃，终轧温度控制930℃，卷取温度控制在680℃。
酸轧工艺：将热轧钢带进行酸洗，酸洗速度为230mpm，用五机架连轧机进行冷轧，压下率为83％。
热镀工艺：连续热镀锌机组速度控制在110mpm，基板P2/P3板温℃控制在848℃，P6板温控制在465℃，锌液温度控制在460℃，铝含量0.29％，炉鼻子露点0℃，上/下表面锌层62g/m2。再进行光整，即得到厚度为0.85mm的冷轧钢板，晶粒度7.5级，屈服强度148MPa，抗拉强度282MPa，延伸率46％，R均值2.3，N90值0.22，同时满足用于厚锌层(≥60/60g/m2)高表面(表面分选度1000)的汽车外板。
对比例1：
将化学成分重量百分含量为：C：0.04％、Si：0.005％、Mn：0.19％、P：0.008％、S：0.005％、Als：0.025％其余为Fe和不可避免的杂质。具体实施工艺从铁水脱硫开始，经转炉冶炼后，氩站吹氩处理，然后进行连续铸造成钢坯，未经机清，连铸钢坯经热连轧成钢带，接着将热轧钢带进行酸洗，在压下率为79％的条件下，用五机架连轧机进行冷轧后，经过普通热镀锌工艺，即得到厚度为0.8mm的冷轧钢板。经检测，其晶粒度为10.5级屈服强度162MPa，抗拉强度294MPa，延伸率40.3％，R均值1.8，N90值0.20，上/下表面锌层62g/m2，表面大量小黑点，表面和性能均不满足。
对比例2：
将化学成分重量百分含量为：C：0.035％、Si：0.005％、Mn：0.23％、P：0.008％、S：0.005％、Als：0.025％其余为Fe和不可避免的杂质。具体实施工艺从铁水脱硫开始，经转炉冶炼后，对钢水进行真空处理，然后进行连续铸造成钢坯，未经机清，连铸钢坯经热连轧成钢带，接着将热轧钢带进行酸洗，在压下率为91％的条件下，用五机架连轧机进行冷轧后，经过普通热镀锌工艺，再进行光整，即得到厚度为0.8mm的冷轧钢板。经检测，其晶粒度为10级屈服强度175MPa，抗拉强度312MPa，延伸率39.3％，R均值1.9，N90值0.20，上/下表面锌层60g/m2，表面大量小黑点，表面和性能均不满足。
对比例3：
将化学成分重量百分含量为：C：0.0027％、Si：0.005％、Mn：0.15％、P：0.008％、S：0.005％、Als：0.03％、Ti：0.05％、N：0.0026％其余为Fe和不可避免的杂质。具体实施工艺从铁水脱硫开始，经转炉冶炼后，对钢水进行真空处理，然后进行连续铸造成钢坯，未经机清，连铸钢坯经热连轧成钢带，接着将热轧钢带进行酸洗，在压下率为80％的条件下，用五机架连轧机进行冷轧后，经过普通热镀锌工艺，再进行光整，即得到厚度为0.8mm的冷轧钢板。经检测，其晶粒度为9级屈服强度148MPa，抗拉强度298MPa，延伸率44.3％，R均值2.3，N90值0.22，上/下表面锌层61g/m2，性能满足，但表面大量小黑点，无法达到外板要求。
通过以上实施例可以看出，本发明生产的热镀锌板厚度为0.50～1.0mm，晶粒度7.5-8级，屈服强度140-165MPa，抗拉强度270-330MPa，延伸率≥42％，R均值≥1.8，N90≥0.21，同时满足用于厚锌层(≥60/60g/m2)高表面(表面分选度1000)的汽车外板。
图1为本发明实施例1的热轧板酸洗表面形貌图。图2为发明对比例1的热轧板酸洗表面形貌图。图中显示：图1表面光滑平整，表面优良；图2表面褶皱较多，酸轧后容易进一步发展成翘皮。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种汽车外板用厚锌层高表面热镀锌特深冲板的生产方法，其特征在于，包括如下：
炼钢工艺：钢水经连续铸造得到的板坯，采取火焰清理方式对板坯表面进行清理，并进行修磨；其中，按重量百分比计，所述钢水的化学成分为C≤0.002％、Si≤0.020％、Mn：0.06-0.12％、P≤0.015％、S≤0.010％、Als:0.02-0.06％、Ti：0.045-0.06％、B：0.0002-0.0006％、N≤0.003％，其余为Fe和不可避免的杂质；
热轧工艺：连铸板坯采用冷坯装炉的方式，板坯入炉后，控制板坯一加温度≤1050℃，空气过剩系数-8～-12％，二加温度≤1150℃，板坯出炉温度范围为1220-1280℃；粗轧除鳞机速度按照0.7-0.8m/min控制，然后经过初轧、终轧，卷取；
酸轧工艺：酸洗速度控制在160-270mpm，采用冷连轧轧制机组进行5道次轧制，压下率为81～93％；
热镀锌工艺：热镀锌机组P6板温控制在463-467℃，锌液温度控制在458-462℃，炉鼻子露点-5-10℃。
2.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述炼钢工艺中，从铁水脱硫开始，经转炉冶炼后，对钢水进行真空处理，然后连续铸造得到的板坯。
3.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述热轧工艺中，初轧温度控制在1030-1090℃，终轧温度控制900-940℃，卷取温度控制在660-700℃。
4.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述热镀工艺中，热镀锌机组的速度控制在100-120mpm，基板P2/P3板温℃控制在840-850℃。
5.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述热镀工艺中，锌液的铝含量0.25-0.3％。
6.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述热镀工艺中，上/下表面锌层厚度为60-63g/m2。
7.权利要求1-6任一项所述的生产方法所得热镀锌特深冲板。
8.根据权利要求7所述的热镀锌特深冲板，其特征在于，所述热镀锌特深冲板的厚度为0.50～1.0mm，晶粒度7.5-8级，屈服强度140-165MPa，抗拉强度270-330MPa，延伸率≥42％，R均值≥1.8，N90≥0.21。
9.根据权利要求7所述的热镀锌特深冲板，其特征在于，所述热镀锌特深冲板中，锌层厚度≥60/60g/m2，表面分选度1000。
10.一种权利要求7所述的热镀锌特深冲板在厚锌层高表面的汽车外板用钢中的应用，其特征在于，所述厚锌层指锌层厚度≥60/60g/m2，高表面指表面分选度1000。
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