JP2533629B2 - 耐ガラス侵食性に優れた非通電で使用されるガラス接触部材用Ｎｉ基合金 - Google Patents
耐ガラス侵食性に優れた非通電で使用されるガラス接触部材用Ｎｉ基合金Info
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- H05B3/03—Electrodes
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- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
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- C03B5/16—Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
- C03B5/167—Means for preventing damage to equipment, e.g. by molten glass, hot gases, batches
- C03B5/1672—Use of materials therefor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B9/00—Blowing glass; Production of hollow glass articles
- C03B9/30—Details of blowing glass; Use of materials for the moulds
- C03B9/48—Use of materials for the moulds
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C22C19/00—Alloys based on nickel or cobalt
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/50—Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping
- Y02P40/57—Improving the yield, e-g- reduction of reject rates
Description
（産業上の利用分野） 本発明は、板ガラス，ガラス繊維，ガラス瓶，ガラス
食器，電気用ガラス，理化学用ガラス，光学用ガラス，
眼鏡用ガラス，フィルター用ガラス，道路標示用ガラス
ビーズ，建材用ガラス，時計用ガラス，温度計用ガラ
ス，美術工芸用ガラスなどの各種ガラス製品を製造する
際に用いられる例えば、溶融ガラス容器，溶融ガラス攪
拌機，溶融ガラス樋および溶融ガラス案内片，各種ロー
ル（ローラー），ガラス成形品成形型，スピナー，ガラ
ス吹き（吹管）などの素材として利用される耐ガラス侵
食性に優れた非通電で使用されるガラス接触部材用Ni基
合金に関するものである。 （従来の技術） 従来、上記の如く例示した各種ガラスと接触するガラ
ス接触部材の素材としては、例えば、ガラス熱間成形型
の素材としてCrを0.3〜15％,Tiを0.1〜３％,Beを0.2〜
2.5％,Mnを１％以下含むNi基合金（特開昭51−30528号
公報）や、ガラス成形金型の素材としてNiを40〜90％,C
oを５〜30％,Alを1.5〜6.5％、必要によりSiを３％以
下、同じく必要によりCuを25％以下含み、残部Feよりな
る合金（特開昭53−58920号公報）や、耐溶融ガラス侵
食性に優れるものとしてAlを0.2〜25％含むNi基合金
（特開昭50−139015号公報）や、ガラス金型に適するも
のとしてTiが50％,Niも50％からなるNi−Ti合金（特開
昭48−79725号公報）などがあり、そのほか、15.5Cr−8
Fe−NiであらわされるNi基の合金であるインコネル600
や、29Cr−9Fe−NiであらわされるNi基の合金であるイ
ンコネル690などもあった。 （発明が解決しようとする課題） この種のガラス製造に使用される上記に例示したロー
ル，成形型，スピナーなどのガラス接触部材は、高温強
度および耐高温酸化性に優れているばかりでなく、溶融
ガラス、軟化ガラスあるいは固相ガラスと接触している
間でのガラスによる耐侵食性に優れていることが必要で
あるが、従来のガラス接触部材では、高温強度が低いと
か、耐高温酸化性に劣るとか、耐ガラス侵食性に劣ると
か、融点が低いとか、などの課題があり、例えば前記し
た成分をもつNi基の合金であるインコネル600やインコ
ネル690では必ずしも溶融ガラス，軟化ガラス，固相ガ
ラスなどのガラスに対する耐食性に優れているとはいえ
ず、また融点も1350℃程度と低いという課題があった。 （発明の目的） 本発明は、このような従来のとくにNi基合金よりなる
ガラス接触部材がもつ課題にかんがみてなされたもので
あって、高温強度および耐高温酸化性に優れていると共
に、溶融ガラスや固化ガラスなどのガラスに対する耐食
性に優れており、さらには融点が従来の前述したNi基イ
ンコネルの融点である1350℃よりも高く、非通電で使用
されるガラス接触部材の素材として適したものであるNi
基合金を提供することを目的としている。
食器，電気用ガラス，理化学用ガラス，光学用ガラス，
眼鏡用ガラス，フィルター用ガラス，道路標示用ガラス
ビーズ，建材用ガラス，時計用ガラス，温度計用ガラ
ス，美術工芸用ガラスなどの各種ガラス製品を製造する
際に用いられる例えば、溶融ガラス容器，溶融ガラス攪
拌機，溶融ガラス樋および溶融ガラス案内片，各種ロー
ル（ローラー），ガラス成形品成形型，スピナー，ガラ
ス吹き（吹管）などの素材として利用される耐ガラス侵
食性に優れた非通電で使用されるガラス接触部材用Ni基
合金に関するものである。 （従来の技術） 従来、上記の如く例示した各種ガラスと接触するガラ
ス接触部材の素材としては、例えば、ガラス熱間成形型
の素材としてCrを0.3〜15％,Tiを0.1〜３％,Beを0.2〜
2.5％,Mnを１％以下含むNi基合金（特開昭51−30528号
公報）や、ガラス成形金型の素材としてNiを40〜90％,C
oを５〜30％,Alを1.5〜6.5％、必要によりSiを３％以
下、同じく必要によりCuを25％以下含み、残部Feよりな
る合金（特開昭53−58920号公報）や、耐溶融ガラス侵
食性に優れるものとしてAlを0.2〜25％含むNi基合金
（特開昭50−139015号公報）や、ガラス金型に適するも
のとしてTiが50％,Niも50％からなるNi−Ti合金（特開
昭48−79725号公報）などがあり、そのほか、15.5Cr−8
Fe−NiであらわされるNi基の合金であるインコネル600
や、29Cr−9Fe−NiであらわされるNi基の合金であるイ
ンコネル690などもあった。 （発明が解決しようとする課題） この種のガラス製造に使用される上記に例示したロー
ル，成形型，スピナーなどのガラス接触部材は、高温強
度および耐高温酸化性に優れているばかりでなく、溶融
ガラス、軟化ガラスあるいは固相ガラスと接触している
間でのガラスによる耐侵食性に優れていることが必要で
あるが、従来のガラス接触部材では、高温強度が低いと
か、耐高温酸化性に劣るとか、耐ガラス侵食性に劣ると
か、融点が低いとか、などの課題があり、例えば前記し
た成分をもつNi基の合金であるインコネル600やインコ
ネル690では必ずしも溶融ガラス，軟化ガラス，固相ガ
ラスなどのガラスに対する耐食性に優れているとはいえ
ず、また融点も1350℃程度と低いという課題があった。 （発明の目的） 本発明は、このような従来のとくにNi基合金よりなる
ガラス接触部材がもつ課題にかんがみてなされたもので
あって、高温強度および耐高温酸化性に優れていると共
に、溶融ガラスや固化ガラスなどのガラスに対する耐食
性に優れており、さらには融点が従来の前述したNi基イ
ンコネルの融点である1350℃よりも高く、非通電で使用
されるガラス接触部材の素材として適したものであるNi
基合金を提供することを目的としている。
（課題を解決するための手段） 本発明に係る耐ガラス侵食性に優れた非通電で使用さ
れるガラス接触部材用Ni基合金は、重量％で、Cr:25〜4
0％、Co:10〜40未満％、必要に応じてTi:0.1〜3.0％、
同じく必要に応じてREM（希土類元素）のうちから選ば
れる１種または２種以上の元素:0.01〜0.50％を含み、
残部Ni（但し、35％を超える）および不純物よりなる化
学成分組成の構成としたことを特徴としており、このよ
うな非電通で使用されるガラス接触部材用Ni基合金の構
成を上述した従来の課題を解決するための手段としてい
る。 次に、本発明に係る耐ガラス侵食性に優れた非通電で
使用されるガラス接触部材用Ni基合金の化学成分組成
（重量％）の限定理由について説明する。 Cr:25〜40％ Crはロール，成形型，スピナーなどの各種ガラス接触
部材のガラスに対する耐食性を確保するために添加する
元素であり、このようなガラス接触部材の耐食性を確保
するために25％以上とした。しかし、あまり多く添加し
ても効果が飽和するだけでなく、かえってガラス接触部
材の融点を降下させたり、靱性を劣化させたりするので
40％以下とした。 Co:10〜40未満％ Coはガラス接触部材の融点を高めて各種ガラス製品の
製造性を向上させると共に、ガラス接触部材が溶融ガラ
スや固化ガラスと接触する際のガラスに対する耐食性を
向上させるのに有効な元素であり、このような融点の向
上ならびに耐食性の向上の効果を得るために10％以上と
した。しかし、あまり多く添加しても効果が飽和するだ
けでなく、かえってガラス接触部材の靱性を劣化させる
ので40％未満とした。 Ti:0.1〜3.0％ Tiはガラス接触部材が溶融ガラスや固化ガラスと接触
する際のガラスに対する耐食性を向上させると共に、ス
ケールのはくり性を良好なものとするのに有効な元素で
あり、このような耐食性の向上ならびにスケールのはく
り性の向上の効果を得るために必要に応じて0.1％以上
添加するのも良い。しかし、多量に添加しても効果が飽
和し、むしろガラス接触部材の融点を降下させて各種ガ
ラス製品の製造性を低下させるので、添加するとしても
3.0％以下とする必要がある。 REM（希土類元素）のうちから選ばれる１種または２種
以上:0.01〜0.50％ REMはガラス接触部材が溶融ガラスや固化ガラスと接
触する際のガラスに対する耐食性を向上させるのに有効
な元素であるので、このような効果を得るために必要に
応じて0.01％以上添加するのもよい。しかし、多量に添
加しても効果が飽和し、かえってガラス接触部材の靱性
を劣化させるので、添加するとしても0.50％以下とする
必要がある。 Ni:残部（但し、35％を超える） Niはガラス接触部材が溶融ガラスや固化ガラスと接触
する際のガラスに対する耐侵食性を確保すると共に、融
点が高いために各種ガラス製品の製造性を向上させるの
に有効であるので35％を超える量の残部とした。 （発明の作用） 本発明に係る非通電で使用されるガラス接触部材は上
述した化学成分組成を有するものであり、融点が高く耐
食性にも優れたNiを基地とし、ガラス接触部材のガラス
に対する耐食性を確保するためにCrを適量添加すると共
に、ガラス接触部材の融点の向上ならびにガラスに対す
る耐食性の向上をはかるためにCoを適量添加し、耐食性
のより一層の向上をはかると共にスケールのはくり性を
向上させるために必要に応じてTiを適量添加し、ボイド
を内部にとどめることによって耐食性のより一層の向上
をはかるために必要に応じてREM（希土類元素）の１種
または２種以上を適量添加するものとしているので、高
温強度および耐高温酸化性に優れていると共に、溶融ガ
ラスや固化ガラスに対する耐侵食性にも優れたものにな
っており、さらには融点が高いことから各種ガラス製品
の製造性を向上させるという作用がもたらされる。 （実施例） 第１表に示す化学成分の各種Ni基合金を真空アーク溶
解によって溶製し、それぞれ30kgのインゴットとした。
なお、第１表中において、MmはREM（希土類金属）のう
ちのミッシュメタル（La＋Ce）であり、比較例１はイン
コネル690である。 次いで、各インゴットに対し熱間鍛造を行って直径20
mmの丸棒とし、次の各種試験を行った。 まず、耐高温酸化性の評価は、シリコニット管状炉内
で大気雰囲気中において1250℃に96hr保持した後の酸化
増量を調べることにより行った。 また、耐ガラス侵食性の評価は、1250℃の溶融ホウケ
イ酸ガラス中に50hr浸漬した後の侵食量を調べることに
より行った。 さらに、高温強度の評価は、1000℃でJIS G0567に準
ずる引張試験を行って引張強さを調べることにより行っ
た。 さらにまた、融点の評価は示差熱分析装置を用いて固
相線温度を測定することにより行った。 これらの結果を同じく第１表に示す。 第１表に示す結果より明らかなように、本発明実施例
のガラス接触部材用Ni基合金は、いずれも1250℃におけ
る酸化増量が少なく、耐高温酸化性に優れていることが
明らかであり、またいずれも1250℃での溶融ホウケイ酸
ガラス中での侵食性が少なく、ガラスに接触した場合の
耐ガラス侵食性にすぐれたものであることが認められ
た。また、1000℃での引張強さも高い値となっており、
高温強度に優れていることが明らかであり、さらに融点
も従来のNi基合金であるインコネル690（比較例No.1）
よりも高くなっており、ガラス製品の製造性を向上でき
るものであることが確かめられた。 これに対して比較例１〜６のNi基合金では、大気中で
の酸化増量が多いとともに、溶融ガラス中での侵食量が
多く、ガラス接触部材の素材として使用した場合の耐久
性に問題を有していると共に、引張強度のかなり低いも
のや融点の低いものもあった。
れるガラス接触部材用Ni基合金は、重量％で、Cr:25〜4
0％、Co:10〜40未満％、必要に応じてTi:0.1〜3.0％、
同じく必要に応じてREM（希土類元素）のうちから選ば
れる１種または２種以上の元素:0.01〜0.50％を含み、
残部Ni（但し、35％を超える）および不純物よりなる化
学成分組成の構成としたことを特徴としており、このよ
うな非電通で使用されるガラス接触部材用Ni基合金の構
成を上述した従来の課題を解決するための手段としてい
る。 次に、本発明に係る耐ガラス侵食性に優れた非通電で
使用されるガラス接触部材用Ni基合金の化学成分組成
（重量％）の限定理由について説明する。 Cr:25〜40％ Crはロール，成形型，スピナーなどの各種ガラス接触
部材のガラスに対する耐食性を確保するために添加する
元素であり、このようなガラス接触部材の耐食性を確保
するために25％以上とした。しかし、あまり多く添加し
ても効果が飽和するだけでなく、かえってガラス接触部
材の融点を降下させたり、靱性を劣化させたりするので
40％以下とした。 Co:10〜40未満％ Coはガラス接触部材の融点を高めて各種ガラス製品の
製造性を向上させると共に、ガラス接触部材が溶融ガラ
スや固化ガラスと接触する際のガラスに対する耐食性を
向上させるのに有効な元素であり、このような融点の向
上ならびに耐食性の向上の効果を得るために10％以上と
した。しかし、あまり多く添加しても効果が飽和するだ
けでなく、かえってガラス接触部材の靱性を劣化させる
ので40％未満とした。 Ti:0.1〜3.0％ Tiはガラス接触部材が溶融ガラスや固化ガラスと接触
する際のガラスに対する耐食性を向上させると共に、ス
ケールのはくり性を良好なものとするのに有効な元素で
あり、このような耐食性の向上ならびにスケールのはく
り性の向上の効果を得るために必要に応じて0.1％以上
添加するのも良い。しかし、多量に添加しても効果が飽
和し、むしろガラス接触部材の融点を降下させて各種ガ
ラス製品の製造性を低下させるので、添加するとしても
3.0％以下とする必要がある。 REM（希土類元素）のうちから選ばれる１種または２種
以上:0.01〜0.50％ REMはガラス接触部材が溶融ガラスや固化ガラスと接
触する際のガラスに対する耐食性を向上させるのに有効
な元素であるので、このような効果を得るために必要に
応じて0.01％以上添加するのもよい。しかし、多量に添
加しても効果が飽和し、かえってガラス接触部材の靱性
を劣化させるので、添加するとしても0.50％以下とする
必要がある。 Ni:残部（但し、35％を超える） Niはガラス接触部材が溶融ガラスや固化ガラスと接触
する際のガラスに対する耐侵食性を確保すると共に、融
点が高いために各種ガラス製品の製造性を向上させるの
に有効であるので35％を超える量の残部とした。 （発明の作用） 本発明に係る非通電で使用されるガラス接触部材は上
述した化学成分組成を有するものであり、融点が高く耐
食性にも優れたNiを基地とし、ガラス接触部材のガラス
に対する耐食性を確保するためにCrを適量添加すると共
に、ガラス接触部材の融点の向上ならびにガラスに対す
る耐食性の向上をはかるためにCoを適量添加し、耐食性
のより一層の向上をはかると共にスケールのはくり性を
向上させるために必要に応じてTiを適量添加し、ボイド
を内部にとどめることによって耐食性のより一層の向上
をはかるために必要に応じてREM（希土類元素）の１種
または２種以上を適量添加するものとしているので、高
温強度および耐高温酸化性に優れていると共に、溶融ガ
ラスや固化ガラスに対する耐侵食性にも優れたものにな
っており、さらには融点が高いことから各種ガラス製品
の製造性を向上させるという作用がもたらされる。 （実施例） 第１表に示す化学成分の各種Ni基合金を真空アーク溶
解によって溶製し、それぞれ30kgのインゴットとした。
なお、第１表中において、MmはREM（希土類金属）のう
ちのミッシュメタル（La＋Ce）であり、比較例１はイン
コネル690である。 次いで、各インゴットに対し熱間鍛造を行って直径20
mmの丸棒とし、次の各種試験を行った。 まず、耐高温酸化性の評価は、シリコニット管状炉内
で大気雰囲気中において1250℃に96hr保持した後の酸化
増量を調べることにより行った。 また、耐ガラス侵食性の評価は、1250℃の溶融ホウケ
イ酸ガラス中に50hr浸漬した後の侵食量を調べることに
より行った。 さらに、高温強度の評価は、1000℃でJIS G0567に準
ずる引張試験を行って引張強さを調べることにより行っ
た。 さらにまた、融点の評価は示差熱分析装置を用いて固
相線温度を測定することにより行った。 これらの結果を同じく第１表に示す。 第１表に示す結果より明らかなように、本発明実施例
のガラス接触部材用Ni基合金は、いずれも1250℃におけ
る酸化増量が少なく、耐高温酸化性に優れていることが
明らかであり、またいずれも1250℃での溶融ホウケイ酸
ガラス中での侵食性が少なく、ガラスに接触した場合の
耐ガラス侵食性にすぐれたものであることが認められ
た。また、1000℃での引張強さも高い値となっており、
高温強度に優れていることが明らかであり、さらに融点
も従来のNi基合金であるインコネル690（比較例No.1）
よりも高くなっており、ガラス製品の製造性を向上でき
るものであることが確かめられた。 これに対して比較例１〜６のNi基合金では、大気中で
の酸化増量が多いとともに、溶融ガラス中での侵食量が
多く、ガラス接触部材の素材として使用した場合の耐久
性に問題を有していると共に、引張強度のかなり低いも
のや融点の低いものもあった。
本発明に係る非通電で使用されるガラス接触部材Ni基
合金は、重量％で、Cr:25〜40％、Co:10〜40未満％、必
要に応じてTi:0.1〜3.0％、同じく必要に応じてREMのう
ちから選ばれる１種または２種以上:0.01〜0.50％を含
み、残部Ni（但し、35％を超える）および不純物よりな
る成分組成を有するものであるから、高温強度および耐
高温酸化性に優れていると共に、溶融ガラスや固化ガラ
スに対する耐食性に優れており、さらには融点が従来の
Ni基合金であるインコネル690の融点よりも高く、した
がって、とくに高温で製造されるガラス製品の製造に利
用されるロール，スピナー，成形型などの素材として用
いた場合に、耐久性に優れたものになると共にガラス製
品の品質を向上させることが可能になり、ガラス製品の
製造性を良好なものにすることが可能になるという著し
く優れた効果がもたらされる。
合金は、重量％で、Cr:25〜40％、Co:10〜40未満％、必
要に応じてTi:0.1〜3.0％、同じく必要に応じてREMのう
ちから選ばれる１種または２種以上:0.01〜0.50％を含
み、残部Ni（但し、35％を超える）および不純物よりな
る成分組成を有するものであるから、高温強度および耐
高温酸化性に優れていると共に、溶融ガラスや固化ガラ
スに対する耐食性に優れており、さらには融点が従来の
Ni基合金であるインコネル690の融点よりも高く、した
がって、とくに高温で製造されるガラス製品の製造に利
用されるロール，スピナー，成形型などの素材として用
いた場合に、耐久性に優れたものになると共にガラス製
品の品質を向上させることが可能になり、ガラス製品の
製造性を良好なものにすることが可能になるという著し
く優れた効果がもたらされる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 清水 哲也 愛知県名古屋市南区笠寺町姥子山15―７ (72)発明者 飯久保 知人 愛知県名古屋市熱田区一番１丁目20―34
Claims (4)
- 【請求項１】重量％で、Cr:25〜40％、Co:10〜40未満
％、残部Ni（但し、35％を超える）および不純物よりな
ることを特徴とする耐ガラス侵食性に優れた非通電で使
用されるガラス接触部材用Ni基合金。 - 【請求項２】重量％で、Cr:25〜40％、Co:10〜40未満
％、Ti:0.1〜3.0％、残部Ni（但し、35％を超える）お
よび不純物よりなることを特徴とする耐ガラス侵食性に
優れた非通電で使用されるガラス接触部材用Ni基合金。 - 【請求項３】重量％で、Cr:25〜40％、Co:10〜40未満
％、REMのうちから選ばれる１種または２種以上:0.01〜
0.50％、残部Ni（但し、35％を超える）および不純物よ
りなることを特徴とする耐ガラス侵食性に優れた非通電
で使用されるガラス接触部材用Ni基合金。 - 【請求項４】重量％で、Cr:25〜40％、Co:10〜40未満
％、Ti:0.1〜3.0％、REMのうちから選ばれる１種または
２種以上:0.01〜0.50％、残部Ni（但し、35％を超え
る）および不純物よりなることを特徴とする耐ガラス侵
食性に優れた非通電で使用されるガラス接触部材用Ni基
合金。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1003415A JP2533629B2 (ja) | 1989-01-09 | 1989-01-09 | 耐ガラス侵食性に優れた非通電で使用されるガラス接触部材用Ｎｉ基合金 |
| US07/838,207 US5330710A (en) | 1989-01-09 | 1990-07-09 | Nickel-base alloy for glass-contracting member used in unenergized state |
| EP90910172A EP0491039B1 (en) | 1989-01-09 | 1990-07-09 | Use of a nickel-based alloy for glass-contacting member used in unelectrified state |
| PCT/JP1990/000879 WO1992001076A1 (en) | 1989-01-09 | 1990-07-09 | Nickel-based alloy for glass-contacting member used in unelectrified state |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1003415A JP2533629B2 (ja) | 1989-01-09 | 1989-01-09 | 耐ガラス侵食性に優れた非通電で使用されるガラス接触部材用Ｎｉ基合金 |
| PCT/JP1990/000879 WO1992001076A1 (en) | 1989-01-09 | 1990-07-09 | Nickel-based alloy for glass-contacting member used in unelectrified state |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02213440A JPH02213440A (ja) | 1990-08-24 |
| JP2533629B2 true JP2533629B2 (ja) | 1996-09-11 |
Family
ID=37189043
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1003415A Expired - Fee Related JP2533629B2 (ja) | 1989-01-09 | 1989-01-09 | 耐ガラス侵食性に優れた非通電で使用されるガラス接触部材用Ｎｉ基合金 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5330710A (ja) |
| EP (1) | EP0491039B1 (ja) |
| JP (1) | JP2533629B2 (ja) |
| WO (1) | WO1992001076A1 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| WO2001028942A1 (en) * | 1999-10-22 | 2001-04-26 | Castolin Eutectic International S.A. | A coated mould and process for producing the mould |
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