JPH02133537A - 耐摩耗性のすぐれた高強度高靭性Cu基焼結合金 - Google Patents
耐摩耗性のすぐれた高強度高靭性Cu基焼結合金Info
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- JPH02133537A JPH02133537A JP63285214A JP28521488A JPH02133537A JP H02133537 A JPH02133537 A JP H02133537A JP 63285214 A JP63285214 A JP 63285214A JP 28521488 A JP28521488 A JP 28521488A JP H02133537 A JPH02133537 A JP H02133537A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、耐摩耗性にすぐれ、かつ高強度および高靭
性を有し、さらに摩擦係数で評価される相手部材に対す
る同期特性にもすぐれ、したがってこれらの特性が要求
される変速機のシンクロナイザリンやエンジンのバルブ
ガイド、さらにターボチャージャの軸受などとして用い
るのに適したCuM焼結合金に関するものである。
性を有し、さらに摩擦係数で評価される相手部材に対す
る同期特性にもすぐれ、したがってこれらの特性が要求
される変速機のシンクロナイザリンやエンジンのバルブ
ガイド、さらにターボチャージャの軸受などとして用い
るのに適したCuM焼結合金に関するものである。
従来、上記の各種部材の製造に、匝−%で(以下%は重
量%を示す)、Cu−28%Zn −696Aj7の代
表組成を有するCu基焼結合金を用いることが提案され
ている。
量%を示す)、Cu−28%Zn −696Aj7の代
表組成を有するCu基焼結合金を用いることが提案され
ている。
しかし、上記の従来Cu基焼結合金は、焼結体であるた
めに、相手部材に対する同期特性にはすぐれているもの
の、十分な耐摩耗性、強度、および靭性を具備するもの
ではなく、したがって近年の各種機器の小型化および軽
量化、並びに高出力化に対応することができず、より一
段とすぐれた耐摩耗性、高強度および高靭性を具備する
Cu基焼結合金のrA発が強く望まれている。
めに、相手部材に対する同期特性にはすぐれているもの
の、十分な耐摩耗性、強度、および靭性を具備するもの
ではなく、したがって近年の各種機器の小型化および軽
量化、並びに高出力化に対応することができず、より一
段とすぐれた耐摩耗性、高強度および高靭性を具備する
Cu基焼結合金のrA発が強く望まれている。
そこで、本発明者等は、上述のような観点から特に上記
の従来Cu2!焼結合金に着目し、−段とすぐれた耐摩
耗性、強度、および靭性を有するCu基焼結合金を開発
すべく研究を行なった結果、Z n:10〜40%、
AJ7 :OJ 〜6%、Mn: o、t 〜5%
、 SI:0.1〜3%、Fc、Nj、およびCoの
うちの1種または2種以上:0.1〜5%、 酸素: 0.03〜1%、 を含有し、さらに必要に応じて、 Cr: 0.1〜3%、 を含有し、残りがCuと不ロI避不純物からなる組成、
並びに素地中に酸化アルミニウム(Ajll 203)
を主体とした微細な酸化物および金属間化合物が均一に
分散した組織を6するCu基焼結合金は、すぐれた耐摩
耗性を白°すると共に、高強度および高靭性を6するこ
とから、各種機器の小型化および軽量化、並びに高出力
化に十分対応することができる構造部材の製造に適用す
ることができるという知見を得たのである。
の従来Cu2!焼結合金に着目し、−段とすぐれた耐摩
耗性、強度、および靭性を有するCu基焼結合金を開発
すべく研究を行なった結果、Z n:10〜40%、
AJ7 :OJ 〜6%、Mn: o、t 〜5%
、 SI:0.1〜3%、Fc、Nj、およびCoの
うちの1種または2種以上:0.1〜5%、 酸素: 0.03〜1%、 を含有し、さらに必要に応じて、 Cr: 0.1〜3%、 を含有し、残りがCuと不ロI避不純物からなる組成、
並びに素地中に酸化アルミニウム(Ajll 203)
を主体とした微細な酸化物および金属間化合物が均一に
分散した組織を6するCu基焼結合金は、すぐれた耐摩
耗性を白°すると共に、高強度および高靭性を6するこ
とから、各種機器の小型化および軽量化、並びに高出力
化に十分対応することができる構造部材の製造に適用す
ることができるという知見を得たのである。
この発明は、上記知見にもとづいてなされたものであっ
て、この発明のCu基焼結り金は、上記組成によって、
素地中に、1〜40ρの粒度範囲内に分布したA it
203を主体とした酸化物が0.5〜15%の面積率
で均一分散し、かつ同じく1〜25ρの粒度範囲内に分
布した金属間化合物が1〜10%の面積率で均一分散し
た組織をもつようになり、これら酸化物と金属間化合物
によって耐摩耗性が捨しく向上するようになり、特に酸
化物の均一分散によって耐焼き付性が向上するようにな
るほか、摩擦面の耐熱性が向上することと含まって^負
荷条件下でもすぐれた耐摩耗性を示すようになるもので
ある。
て、この発明のCu基焼結り金は、上記組成によって、
素地中に、1〜40ρの粒度範囲内に分布したA it
203を主体とした酸化物が0.5〜15%の面積率
で均一分散し、かつ同じく1〜25ρの粒度範囲内に分
布した金属間化合物が1〜10%の面積率で均一分散し
た組織をもつようになり、これら酸化物と金属間化合物
によって耐摩耗性が捨しく向上するようになり、特に酸
化物の均一分散によって耐焼き付性が向上するようにな
るほか、摩擦面の耐熱性が向上することと含まって^負
荷条件下でもすぐれた耐摩耗性を示すようになるもので
ある。
つぎに、この発明のCu基焼結合金において、成分組成
を上記の通り限定した理由を説明する。
を上記の通り限定した理由を説明する。
(a) Zn
Zn成分には、CuおよびA11と共に素地を形成し、
合金の強度および靭性を向上させる作用があるが、その
含flが1096未満では前記作用に所望の効果が得ら
れず、一方その含b′mが40%を越えると、前記作用
に劣化現象が現われるようになることから、そのD(−
imを10〜4096と定めた。
合金の強度および靭性を向上させる作用があるが、その
含flが1096未満では前記作用に所望の効果が得ら
れず、一方その含b′mが40%を越えると、前記作用
に劣化現象が現われるようになることから、そのD(−
imを10〜4096と定めた。
(b) AN
17成分には、上記の通りCuおよびZnと高強度およ
び高靭性をイアする素地を形成するほか、酸素と結合し
て酸化物を形成し、もって常温は勿論のこと、高温条件
下での耐摩耗性を向上させる作用があるが、その金白″
工が0.3%未満では前記作用に所望の効果が得られず
、一方その金6量が6%を越えると、素地の靭性が低下
するようになることから、その含有量を0.3〜6%と
定めた。
び高靭性をイアする素地を形成するほか、酸素と結合し
て酸化物を形成し、もって常温は勿論のこと、高温条件
下での耐摩耗性を向上させる作用があるが、その金白″
工が0.3%未満では前記作用に所望の効果が得られず
、一方その金6量が6%を越えると、素地の靭性が低下
するようになることから、その含有量を0.3〜6%と
定めた。
(e) Mn
Mn成分には、Si と結合して、素地中に微細に分散
する金属間化合物を形成して耐摩耗性を向上させると共
に、一部が素地に固溶して、強度を向上させる作用があ
るが、その含有量が0.190未満では前記作用に所望
の効果が得られず、一方その含有量が5%を越えると靭
性が低ドするようになることから、その含有量を0,1
〜59oと定めた。
する金属間化合物を形成して耐摩耗性を向上させると共
に、一部が素地に固溶して、強度を向上させる作用があ
るが、その含有量が0.190未満では前記作用に所望
の効果が得られず、一方その含有量が5%を越えると靭
性が低ドするようになることから、その含有量を0,1
〜59oと定めた。
(d) 5i
Si成分には、上記の通りMnと結合して微細な金属間
化合物を形成するほか、A、Qと共に微細な複酸化物を
形成し、もって耐lダ耗性、特に高負曲条件での耐摩耗
性を向上させ、さらに耐焼き付性および摩擦面の耐熱性
を向上させる作用があるが、その含有量が0.196未
満では前記作用に所望の効果が得られず、一方その含有
量が396を越えると靭性が低ドするようになることか
ら、その含有量をo、i〜′うOoと定めた。
化合物を形成するほか、A、Qと共に微細な複酸化物を
形成し、もって耐lダ耗性、特に高負曲条件での耐摩耗
性を向上させ、さらに耐焼き付性および摩擦面の耐熱性
を向上させる作用があるが、その含有量が0.196未
満では前記作用に所望の効果が得られず、一方その含有
量が396を越えると靭性が低ドするようになることか
ら、その含有量をo、i〜′うOoと定めた。
(c) FC,N+ 、およびC。
これらの成分には、素地中に分散して合金の強度および
靭性を向上させると共に、CuおよびAlと結合し、さ
らにC「を自6する場合にはこれとも結合して、素地中
に分散する微細な金属間化合物を形成し、もって1li
iJ摩耗性を向上させる作用があるが、その金6二が0
.1%未満ては前記作用に所望の効果がjすられず、一
方その含−amが5%を越えると靭性が低下するように
なることがら、その含有量を0.1〜5?6と定めた。
靭性を向上させると共に、CuおよびAlと結合し、さ
らにC「を自6する場合にはこれとも結合して、素地中
に分散する微細な金属間化合物を形成し、もって1li
iJ摩耗性を向上させる作用があるが、その金6二が0
.1%未満ては前記作用に所望の効果がjすられず、一
方その含−amが5%を越えると靭性が低下するように
なることがら、その含有量を0.1〜5?6と定めた。
(r)酸素
酸素には、上記の通りAlやSl、さらにCrと結合し
て、素地中に微細均一に分散する酸化物を形成し、もっ
て耐摩耗性を向上させ、特に、耐焼き付性および耐熱性
の改許によって高負荷条件下での耐摩耗性を向上させる
作用があるが、そのah瓜が0 、03 !’6未満で
は酸化物の形成が少なすぎて所望の耐摩耗性を確保する
ことができず、一方そのな6瓜が196を越えると酸化
物の粒径が40%mを越えて粗大化するばかりでなく、
面積率で15%を備えて多くなりすぎ、合金の強度およ
び靭性が低下するようになるほか、相手攻撃性も増すよ
うになることから、その3 (4mを0.03〜1?o
と定めた。
て、素地中に微細均一に分散する酸化物を形成し、もっ
て耐摩耗性を向上させ、特に、耐焼き付性および耐熱性
の改許によって高負荷条件下での耐摩耗性を向上させる
作用があるが、そのah瓜が0 、03 !’6未満で
は酸化物の形成が少なすぎて所望の耐摩耗性を確保する
ことができず、一方そのな6瓜が196を越えると酸化
物の粒径が40%mを越えて粗大化するばかりでなく、
面積率で15%を備えて多くなりすぎ、合金の強度およ
び靭性が低下するようになるほか、相手攻撃性も増すよ
うになることから、その3 (4mを0.03〜1?o
と定めた。
(g) Cr
C「成分には、上記の通り鉄族金属と結合して金属間化
合物を形成するほか、酸化物を形成し、耐摩耗性を一段
と向上させる作用かあるので、必要に応じて含aされる
が、その含KQが0.106未満では耐摩耗性に所望の
向上効宋が得られず、方その含有量か3%を越えると靭
性が低ドするようになることから、その六角′量を0.
1〜396と定めた。
合物を形成するほか、酸化物を形成し、耐摩耗性を一段
と向上させる作用かあるので、必要に応じて含aされる
が、その含KQが0.106未満では耐摩耗性に所望の
向上効宋が得られず、方その含有量か3%を越えると靭
性が低ドするようになることから、その六角′量を0.
1〜396と定めた。
なお、この発明のCu基焼結合金は、不可避不純物とし
てP、Mg、およびpbを含aする場合かあるが、その
含Kmが合シ1で1 、596以下であれば、合金特性
が(Illら損なわれるものでないので、その含有を許
容できる。
てP、Mg、およびpbを含aする場合かあるが、その
含Kmが合シ1で1 、596以下であれば、合金特性
が(Illら損なわれるものでないので、その含有を許
容できる。
つぎに、この発明のCu基焼結心金を実施例により具体
的に説明する。
的に説明する。
原料粉末として、いずれも200mesh以下の粒度を
有し、表面酸化層の層Jす゛を調整することにより0□
含白1をそれぞれ4%および296とした2種のCu−
AΩ合金(Al:50?6含6)粉末、Cu粉末、Zn
粉末、Al粉末、Mn粉末、Si粉末、Fe粉末、N1
粉末、Co粉末、およびCr粉末を用意し、これら原t
1粉末をそれぞれ第1表に示される配合組成に配合し、
ボールミルで72時時間式粉砕混合し、乾燥した後、4
〜6 ton/cイの範囲内の所定の圧力て圧粉体にプ
レス成形し、ついで露点二〇℃〜−30’CのH2ガス
雰囲気中、800〜900℃の範囲内の所定温度に1時
間保持の条件で焼結することにより、圧壊荷重4pI定
用として外径ニア1mmx内径: (i3n+m x
!’7さ:8止の・」法をもち、また摩耗試験用として
幅:1o市×jすさ10IIl11×長さ=40關の・
J法をもち、さらに摩擦係数測定用と12て外径用Om
mX高さ: 20mmの寸法をそれぞれ1−j゛シ、か
ついずれも配合組成と実質的に同一の成分組成をもった
本発明CLJ基焼結合金1〜17、比較CuJJ焼結合
金1〜7、および従来Cu基焼結合金をそれぞれ製造(
7た。
有し、表面酸化層の層Jす゛を調整することにより0□
含白1をそれぞれ4%および296とした2種のCu−
AΩ合金(Al:50?6含6)粉末、Cu粉末、Zn
粉末、Al粉末、Mn粉末、Si粉末、Fe粉末、N1
粉末、Co粉末、およびCr粉末を用意し、これら原t
1粉末をそれぞれ第1表に示される配合組成に配合し、
ボールミルで72時時間式粉砕混合し、乾燥した後、4
〜6 ton/cイの範囲内の所定の圧力て圧粉体にプ
レス成形し、ついで露点二〇℃〜−30’CのH2ガス
雰囲気中、800〜900℃の範囲内の所定温度に1時
間保持の条件で焼結することにより、圧壊荷重4pI定
用として外径ニア1mmx内径: (i3n+m x
!’7さ:8止の・」法をもち、また摩耗試験用として
幅:1o市×jすさ10IIl11×長さ=40關の・
J法をもち、さらに摩擦係数測定用と12て外径用Om
mX高さ: 20mmの寸法をそれぞれ1−j゛シ、か
ついずれも配合組成と実質的に同一の成分組成をもった
本発明CLJ基焼結合金1〜17、比較CuJJ焼結合
金1〜7、および従来Cu基焼結合金をそれぞれ製造(
7た。
なお、本発明Cu基焼結合金1〜17は、いずれも微細
な酸化物および金属間化合物が素地中に均一に分散する
組織をもつものであった。
な酸化物および金属間化合物が素地中に均一に分散する
組織をもつものであった。
また、比較Cu基焼結合金1〜7は、いずれも構成成分
のうちのいずれかの成分含有量(第1表に※印を(Jし
たもの)がこの発明の範囲から外れたものである。
のうちのいずれかの成分含有量(第1表に※印を(Jし
たもの)がこの発明の範囲から外れたものである。
つぎに、この結果得られた6種のCu jr”; 焼結
6金について、強度および靭性を計61[1する[1的
で圧壊荷重を測定し、さらに耐摩iL性を評価する目的
で、 試片形状:8IIl譚X8m+*X30關、相手材:I
オ質が535Cにして、外径+30mmX幅:5miの
リング、 オイ ル:10Wのエンジンオイル、 浦 温:85℃、 1?擦速度: 10m/see、、 最終荷重+4kg、 滑り距離: 1.5 km。
6金について、強度および靭性を計61[1する[1的
で圧壊荷重を測定し、さらに耐摩iL性を評価する目的
で、 試片形状:8IIl譚X8m+*X30關、相手材:I
オ質が535Cにして、外径+30mmX幅:5miの
リング、 オイ ル:10Wのエンジンオイル、 浦 温:85℃、 1?擦速度: 10m/see、、 最終荷重+4kg、 滑り距離: 1.5 km。
の条件でブロックオンリング摩耗試験を行ない、比lq
耗量をA11l定し、さらに+lf部手4に対する同期
特性を評価する目的で、 試片形状+ 2.5 mmの直径を(−iするビン、相
手材:535Cのディスク、 オイル:10Wのエンジンオイル、 浦 温:85℃、 摩擦速度: 10m/see、、 圧 力+ 2kg。
耗量をA11l定し、さらに+lf部手4に対する同期
特性を評価する目的で、 試片形状+ 2.5 mmの直径を(−iするビン、相
手材:535Cのディスク、 オイル:10Wのエンジンオイル、 浦 温:85℃、 摩擦速度: 10m/see、、 圧 力+ 2kg。
滑り距離:1.5km、
の条件でビン摩耗試験を行ない、トルクメーターから摩
擦係数を算出した。これらの結果を第1表に示した。
擦係数を算出した。これらの結果を第1表に示した。
第1表に示される結果から、本発明Cu基焼結合金1〜
17は、いずれも従来Cu基焼結合金と同等の壓擦係数
を有し、これは)1手部材に対する同期特性にすぐれて
いることを示し、また従来Cu基焼結合金に比して一段
とすぐれた耐摩耗性、強度、および靭性をもつのに対し
て、比較CIJ基焼結合金1〜7に見られるように、構
成成分のうちのいずれかの成分含G量でもこの発明の範
囲から外れると、耐摩耗性、強度、および靭性のうちの
少なくともいずれかの性質が劣ったものになることが明
らかである。
17は、いずれも従来Cu基焼結合金と同等の壓擦係数
を有し、これは)1手部材に対する同期特性にすぐれて
いることを示し、また従来Cu基焼結合金に比して一段
とすぐれた耐摩耗性、強度、および靭性をもつのに対し
て、比較CIJ基焼結合金1〜7に見られるように、構
成成分のうちのいずれかの成分含G量でもこの発明の範
囲から外れると、耐摩耗性、強度、および靭性のうちの
少なくともいずれかの性質が劣ったものになることが明
らかである。
上述のように、この発明のCu基焼結合金は、すぐれた
耐摩耗性を6し、かっ畠強度および高靭性をHし、さら
に相手部材に対する同期特性にもすぐれているので、小
型化および軽量化、並びに高出力化が要求される各種機
器の構造部材としての適用に十分に対応することができ
るものであり、しかも実用に際してはすぐれた性能を長
期に亘って発揮するようになるなど工業上6用な特性を
6するのである。
耐摩耗性を6し、かっ畠強度および高靭性をHし、さら
に相手部材に対する同期特性にもすぐれているので、小
型化および軽量化、並びに高出力化が要求される各種機
器の構造部材としての適用に十分に対応することができ
るものであり、しかも実用に際してはすぐれた性能を長
期に亘って発揮するようになるなど工業上6用な特性を
6するのである。
Claims (2)
- (1)Zn:10〜40%、Al:0.3〜6%、Mn
:0.1〜5%、Si:0.1〜3%、Fe、Ni、お
よびCoのうちの1種または2種以上:0.1〜5%、 酸素:0.03〜1%、 を含有し、残りがCuと不可避不純物からなる組成(以
上重量%)、並びに素地中に酸化アルミニウムを主体と
した微細な酸化物および金属間化合物が均一に分散した
組織を6することを特徴とする耐摩耗性のすぐれた高強
度高靭性Cu基焼結合金。 - (2)Zn:10〜40%、Al:0.3〜6%、Mn
:0.1〜5%、Si:0.1〜3%、Fe、Ni、お
よびCoのうちの1種または2種以上:0.1〜5%、 酸素:0.03〜1%、 を含有し、さらに、 Cr:0.1〜3%、 を含有し、残りがCuと不可避不純物からなる組成(以
上重量%)、並びに素地中に酸化アルミニウムを主体と
した微細な酸化物および金属間化合物が均一に分散した
組織を有することを特徴とする耐摩耗性のすぐれた高強
度高靭性Cu基焼結合金。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63285214A JP2606335B2 (ja) | 1988-11-11 | 1988-11-11 | 耐摩耗性のすぐれた高強度高靭性Cu基焼結合金 |
EP89911878A EP0407596B1 (en) | 1988-10-26 | 1989-10-26 | Copper-based sintered alloy |
US07/474,748 US5114468A (en) | 1988-10-26 | 1989-10-26 | Cu-base sintered alloy |
PCT/JP1989/001098 WO1990004657A1 (en) | 1988-10-26 | 1989-10-26 | Copper-based sintered alloy |
DE68920575T DE68920575T2 (de) | 1988-10-26 | 1989-10-26 | Gesinterte legierungen auf kupferbasis. |
KR1019890016302A KR940002688B1 (ko) | 1988-11-11 | 1989-11-10 | 내마모성이 우수한 고강도 고인성 Cu기 소결합금 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63285214A JP2606335B2 (ja) | 1988-11-11 | 1988-11-11 | 耐摩耗性のすぐれた高強度高靭性Cu基焼結合金 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02133537A true JPH02133537A (ja) | 1990-05-22 |
JP2606335B2 JP2606335B2 (ja) | 1997-04-30 |
Family
ID=17688585
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63285214A Expired - Lifetime JP2606335B2 (ja) | 1988-10-26 | 1988-11-11 | 耐摩耗性のすぐれた高強度高靭性Cu基焼結合金 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2606335B2 (ja) |
KR (1) | KR940002688B1 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002115016A (ja) * | 2000-05-17 | 2002-04-19 | Wieland Werke Ag | 銅−亜鉛−アルミニウム鍛錬材料及びその使用 |
JP2008522034A (ja) * | 2004-12-02 | 2008-06-26 | ディール、メタル、シュティフトゥング、ウント、コンパニー、コマンディトゲゼルシャフト | 銅−亜鉛合金の使用 |
JP2009007673A (ja) * | 2007-06-28 | 2009-01-15 | Wieland Werke Ag | 銅−亜鉛合金、その合金からの管または棒の製法およびその合金の使用方法 |
DE102013008822A1 (de) * | 2013-05-24 | 2014-11-27 | Wieland-Werke Ag | Mine für Kugelschreiber und Verwendung |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60174843A (ja) * | 1984-02-21 | 1985-09-09 | Kobe Steel Ltd | 耐摩耗性銅合金 |
JPS63206441A (ja) * | 1987-02-24 | 1988-08-25 | Mitsubishi Metal Corp | 高強度および高靭性を有する耐摩耗性Cu合金 |
-
1988
- 1988-11-11 JP JP63285214A patent/JP2606335B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1989
- 1989-11-10 KR KR1019890016302A patent/KR940002688B1/ko not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS63206441A (ja) * | 1987-02-24 | 1988-08-25 | Mitsubishi Metal Corp | 高強度および高靭性を有する耐摩耗性Cu合金 |
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JP2009007673A (ja) * | 2007-06-28 | 2009-01-15 | Wieland Werke Ag | 銅−亜鉛合金、その合金からの管または棒の製法およびその合金の使用方法 |
DE102013008822A1 (de) * | 2013-05-24 | 2014-11-27 | Wieland-Werke Ag | Mine für Kugelschreiber und Verwendung |
US9637808B2 (en) | 2013-05-24 | 2017-05-02 | Wieland-Werke Ag | Refill for a ball-point pen and use thereof |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR940002688B1 (ko) | 1994-03-30 |
KR900008052A (ko) | 1990-06-02 |
JP2606335B2 (ja) | 1997-04-30 |
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