JPH03150330A - 軸受の製造方法 - Google Patents
軸受の製造方法Info
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- JPH03150330A JPH03150330A JP1289351A JP28935189A JPH03150330A JP H03150330 A JPH03150330 A JP H03150330A JP 1289351 A JP1289351 A JP 1289351A JP 28935189 A JP28935189 A JP 28935189A JP H03150330 A JPH03150330 A JP H03150330A
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- Powder Metallurgy (AREA)
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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
(産業上の利用分野)
本発明は、鉄粉粒子の表面に均一に銅を被覆した銅被覆
鉄粉を主成分とする焼結含油軸受の製造方法に関する。 (従来の技術) VTRのキャプスタンモータ等の軸受には、軸の摺動性
に優れ、短時間で軸となじみ、耐摩耗性に優れた特性が
望ま九る。 本出願人は上記特性を達成した焼結含油軸受を特願昭6
2−172361号において提案している。その軸受は
鉄粉の各単一粒子ごとの表面に銅を被覆した複合粉末を
主材として成形するとともに、焼結し、潤滑油を含浸さ
せてなる鉄−銅系焼結含油軸受において、その複合粉末
は鉄粉の表面に重量20〜50%の銅を被覆し、該複合
粉末の粒度を200メツシュ以下とし、この複合粉末6
0〜95重量%に銅一グラフフィト複合粉末を5〜40
重量%にしたことを特徴とする鉄 銅系焼結含油軸受で
ある。この軸受の製造には、一例として前記特願昭62
−172361号に示された以下のような製法が取られ
る。 銅の被覆量40重量%で、粒度分布200メツシュ以下
の銅被覆鉄粉80重量%に、グラファイト(カーボン)
含有率1.3%で粒度分布200メツシュ以下の銅一グ
ラファイト複合粉末20重量%と、成形時の押出し型と
粉末との間の潤滑剤としてのステアリン酸カルシウムま
たはステアリン酸リチウム0.3〜0.5重量%とを配
合し。 混合攪拌後、1〜2トン/aJの加圧力で成型し、外径
7.02纏ダ、内径3.54閣ダ、高さ4゜O■の円筒
状圧粉体を得て、該圧粉体を予備加熱後、750〜80
0℃で30分間続けてアンモニア分解ガス中で焼結させ
、焼結体を得る。そしてこの焼結体の寸法精度を円形面
の面精度の向上および内面のポーラスを微細化する目的
で、サイジンク(再圧縮)シ、そのあと、60℃にて真
空加熱し、潤滑油としての液状グリスを含浸させ、鉄−
銅系焼結含油軸受を得る。 上記軸受によれば、軸と軸受との間に潤滑膜をできやす
くして、軸と軸受とを短期間でなじませることができる
。 (発明が解決しようとする課題) しかしながら、上記従来例の製法では、焼結時の温度が
高いので、焼結歪みが生じやすく、軸受の寸法精度が悪
くなりやすい傾向がある。また。 焼結時の高温度で軸受材料の表面組織が変化しやすく、
各条件を厳密に制御しなければ、表面の柔らかさを失い
、希望するなじみ特性が達成できない問題点がある。 本発明は、焼結歪みを少なくし、寸法精度を高精度に保
つことができ、なじみ特性を安定して良好に保持でき、
かつ圧環強度を高レベルにすることができる軸受の製造
方法を提供するものである。 (II題を達成するための手段) 上記目的を達成すべく、本発明の軸受の製造方法は、2
50メツシュより細かい微小粉を50〜100重量%含
有する銅被覆鉄複合粉末からなる主成分と、250メツ
シュより細かい微小粉を50〜100重量%含有する銅
粉末からなる副成分と、若干の錫等の素地強化成分粉末
とを混合し、650〜750℃で焼結して軸受を製造す
ることを特徴とする特 *作 用) 本発明の軸受の製造方法においては、粉末粒子が250
メツシュより細かいことにより、Il粉表面自由エネル
ギーが大きいため、一般焼結温度以下においても、焼結
がf遭され、焼結歪みが小さく、寸法精度が良い。 また、軸受表面材質はCu材質単味で存在するため(一
般Cu系材質では、青銅である)、Cuの軟らかさの特
徴を発揮でき、きわめてなじみ特性が良い、また、 な
じみにより各粒子が塑性流動することで、銅被覆さ九た
鉄地が出現し、この鉄地にて、耐摩耗性が確保される。 さらに、250メツシュより細かい粉を多く含むことに
より、低温焼結が良くなることの他に。 軸受として、ポーラス構造が微細化され、ポーラスに含
まれる油の油圧が高くなり、軸受摺動部に存在する油が
ポーラスに逃げにくくなり、油膜切れしなくなる。 (実 施 例) 以下、本発明の軸受の製造方法について図面に基づき説
明する。 まず、本発明の軸受の製造方法において、粉末粒度の細
かさによってなじみ特性がどのように影響されるかにつ
いて説明する。
鉄粉を主成分とする焼結含油軸受の製造方法に関する。 (従来の技術) VTRのキャプスタンモータ等の軸受には、軸の摺動性
に優れ、短時間で軸となじみ、耐摩耗性に優れた特性が
望ま九る。 本出願人は上記特性を達成した焼結含油軸受を特願昭6
2−172361号において提案している。その軸受は
鉄粉の各単一粒子ごとの表面に銅を被覆した複合粉末を
主材として成形するとともに、焼結し、潤滑油を含浸さ
せてなる鉄−銅系焼結含油軸受において、その複合粉末
は鉄粉の表面に重量20〜50%の銅を被覆し、該複合
粉末の粒度を200メツシュ以下とし、この複合粉末6
0〜95重量%に銅一グラフフィト複合粉末を5〜40
重量%にしたことを特徴とする鉄 銅系焼結含油軸受で
ある。この軸受の製造には、一例として前記特願昭62
−172361号に示された以下のような製法が取られ
る。 銅の被覆量40重量%で、粒度分布200メツシュ以下
の銅被覆鉄粉80重量%に、グラファイト(カーボン)
含有率1.3%で粒度分布200メツシュ以下の銅一グ
ラファイト複合粉末20重量%と、成形時の押出し型と
粉末との間の潤滑剤としてのステアリン酸カルシウムま
たはステアリン酸リチウム0.3〜0.5重量%とを配
合し。 混合攪拌後、1〜2トン/aJの加圧力で成型し、外径
7.02纏ダ、内径3.54閣ダ、高さ4゜O■の円筒
状圧粉体を得て、該圧粉体を予備加熱後、750〜80
0℃で30分間続けてアンモニア分解ガス中で焼結させ
、焼結体を得る。そしてこの焼結体の寸法精度を円形面
の面精度の向上および内面のポーラスを微細化する目的
で、サイジンク(再圧縮)シ、そのあと、60℃にて真
空加熱し、潤滑油としての液状グリスを含浸させ、鉄−
銅系焼結含油軸受を得る。 上記軸受によれば、軸と軸受との間に潤滑膜をできやす
くして、軸と軸受とを短期間でなじませることができる
。 (発明が解決しようとする課題) しかしながら、上記従来例の製法では、焼結時の温度が
高いので、焼結歪みが生じやすく、軸受の寸法精度が悪
くなりやすい傾向がある。また。 焼結時の高温度で軸受材料の表面組織が変化しやすく、
各条件を厳密に制御しなければ、表面の柔らかさを失い
、希望するなじみ特性が達成できない問題点がある。 本発明は、焼結歪みを少なくし、寸法精度を高精度に保
つことができ、なじみ特性を安定して良好に保持でき、
かつ圧環強度を高レベルにすることができる軸受の製造
方法を提供するものである。 (II題を達成するための手段) 上記目的を達成すべく、本発明の軸受の製造方法は、2
50メツシュより細かい微小粉を50〜100重量%含
有する銅被覆鉄複合粉末からなる主成分と、250メツ
シュより細かい微小粉を50〜100重量%含有する銅
粉末からなる副成分と、若干の錫等の素地強化成分粉末
とを混合し、650〜750℃で焼結して軸受を製造す
ることを特徴とする特 *作 用) 本発明の軸受の製造方法においては、粉末粒子が250
メツシュより細かいことにより、Il粉表面自由エネル
ギーが大きいため、一般焼結温度以下においても、焼結
がf遭され、焼結歪みが小さく、寸法精度が良い。 また、軸受表面材質はCu材質単味で存在するため(一
般Cu系材質では、青銅である)、Cuの軟らかさの特
徴を発揮でき、きわめてなじみ特性が良い、また、 な
じみにより各粒子が塑性流動することで、銅被覆さ九た
鉄地が出現し、この鉄地にて、耐摩耗性が確保される。 さらに、250メツシュより細かい粉を多く含むことに
より、低温焼結が良くなることの他に。 軸受として、ポーラス構造が微細化され、ポーラスに含
まれる油の油圧が高くなり、軸受摺動部に存在する油が
ポーラスに逃げにくくなり、油膜切れしなくなる。 (実 施 例) 以下、本発明の軸受の製造方法について図面に基づき説
明する。 まず、本発明の軸受の製造方法において、粉末粒度の細
かさによってなじみ特性がどのように影響されるかにつ
いて説明する。
【実施例1゜
粉末粒度の細かさとなじみ特性の関係】まず、軸受体試
料4体を以下のように成型した。 (試料1) 銅の被覆量40重量%で、粒度分布325メツシュ以下
の銅被覆鉄粉80重量%に、粒度分布325メツシュ以
下の銅粉末20重量%と、錫粉末1重量%と、成型時の
押出し型と粉末との間の潤滑剤としてのステアリン酸カ
ルシウムまたはステアリン酸リチウム0.4重量%とを
配合し、混合攪拌後、1〜2トン/aiの加圧力で成型
し、外径7.02■グ、内径3.54■ダ、高さ4.0
閣の円筒状圧粉体を得て、該圧粉体を予備加熱後、70
0℃で30分間続けてアンモニア分解ガス中で焼結させ
、焼結体を得た。そしてこの焼結体の寸法精度を円形面
の面精度の向上および内面のポーラスを微細化する目的
で、サイジンク(再圧縮)し、そのあと、60℃で真空
加熱し、潤滑油としての液状グリスを含浸させ、鉄−銅
系焼結含油軸受を得た。なお、本試料例においてはサイ
ジングを行なっており、サイジングを行なうことは、上
記理由からして望ましいが、サイジングを行なわなくと
も、所望性能を得ることは可能であり、よってサイジン
グは行なわれなくとも良い、これは。 以下の試料例においても同様である。 (試料2) 試料1の銅被覆鉄粉および銅粉末の粒度分布を250メ
ツシュにそれぞれ替え、あとの条件は試料1と同じにし
て、同じ方法により、軸受を成型した。 (試料3) 試料1の銅被覆鉄粉および銅粉末の粒度分布を200メ
ツシュにそれぞれ替え、あとの条件は試料lと同じにし
て、同じ方法により、軸受を成型した。 1試料4) 試料1の銅被覆鉄粉および銅粉末の粒度分布を100メ
ツシュにそれぞ九替え、あとの条件は試料lと同じにし
て、同じ方法により、軸受を成型した。 そして上記のように成型した軸受試料4体をそれぞれ表
面面あらさ0,2SなるSUS420J2の回転軸を受
容させ、下記条件の下でなじみ運転を行ない、なじみ特
性を表わすものの1つである軸受の摩擦ロス電流の経時
的変化を調べた。 軸荷重 15kg/J、@転数 6Orpm、運転時間
2.5時間 その結果を第1図に示す、第1図において、横軸に運転
時間、縦軸に軸受摩擦ロス電流をとり、1.213.4
はそれぞれ試料1、試料2.試料3゜試料4の1線であ
る。第1図から明らかなように、銅被覆鉄粉および銅粉
末の粒度分布を250メツシュより細かくすると、30
分程度以下で軸受摩擦ロス電流が低電流(約50mA)
で一定になっている。即ち、極めて短時間で軸と軸受が
なじんでくるというのが分かる。 但し、350メツシュより細かい粉が多くなりすぎると
、粉末流動性が悪くなり、成型時金型に入る粉末量が不
安定となるので注意を要する。
料4体を以下のように成型した。 (試料1) 銅の被覆量40重量%で、粒度分布325メツシュ以下
の銅被覆鉄粉80重量%に、粒度分布325メツシュ以
下の銅粉末20重量%と、錫粉末1重量%と、成型時の
押出し型と粉末との間の潤滑剤としてのステアリン酸カ
ルシウムまたはステアリン酸リチウム0.4重量%とを
配合し、混合攪拌後、1〜2トン/aiの加圧力で成型
し、外径7.02■グ、内径3.54■ダ、高さ4.0
閣の円筒状圧粉体を得て、該圧粉体を予備加熱後、70
0℃で30分間続けてアンモニア分解ガス中で焼結させ
、焼結体を得た。そしてこの焼結体の寸法精度を円形面
の面精度の向上および内面のポーラスを微細化する目的
で、サイジンク(再圧縮)し、そのあと、60℃で真空
加熱し、潤滑油としての液状グリスを含浸させ、鉄−銅
系焼結含油軸受を得た。なお、本試料例においてはサイ
ジングを行なっており、サイジングを行なうことは、上
記理由からして望ましいが、サイジングを行なわなくと
も、所望性能を得ることは可能であり、よってサイジン
グは行なわれなくとも良い、これは。 以下の試料例においても同様である。 (試料2) 試料1の銅被覆鉄粉および銅粉末の粒度分布を250メ
ツシュにそれぞれ替え、あとの条件は試料1と同じにし
て、同じ方法により、軸受を成型した。 (試料3) 試料1の銅被覆鉄粉および銅粉末の粒度分布を200メ
ツシュにそれぞれ替え、あとの条件は試料lと同じにし
て、同じ方法により、軸受を成型した。 1試料4) 試料1の銅被覆鉄粉および銅粉末の粒度分布を100メ
ツシュにそれぞ九替え、あとの条件は試料lと同じにし
て、同じ方法により、軸受を成型した。 そして上記のように成型した軸受試料4体をそれぞれ表
面面あらさ0,2SなるSUS420J2の回転軸を受
容させ、下記条件の下でなじみ運転を行ない、なじみ特
性を表わすものの1つである軸受の摩擦ロス電流の経時
的変化を調べた。 軸荷重 15kg/J、@転数 6Orpm、運転時間
2.5時間 その結果を第1図に示す、第1図において、横軸に運転
時間、縦軸に軸受摩擦ロス電流をとり、1.213.4
はそれぞれ試料1、試料2.試料3゜試料4の1線であ
る。第1図から明らかなように、銅被覆鉄粉および銅粉
末の粒度分布を250メツシュより細かくすると、30
分程度以下で軸受摩擦ロス電流が低電流(約50mA)
で一定になっている。即ち、極めて短時間で軸と軸受が
なじんでくるというのが分かる。 但し、350メツシュより細かい粉が多くなりすぎると
、粉末流動性が悪くなり、成型時金型に入る粉末量が不
安定となるので注意を要する。
【実施例2゜
250メツシュより細かい微小粉を使用した場合の焼結
温度と圧型強さの関係】 (実験1) (1)銅の被覆量40重量%の銅被覆鉄粉80重量%(
但し、粒度分布350メツシュを60%、250メツシ
ュを35%配合されたもの) (至)銅粉末20重量%(但し、粒度分布250メツシ
ュを少なくとも95%配合されたもの)O)錫粉末1重
量%(但し、粒度分布325メツシュで100%構成さ
れたもの) (4)粉末潤滑剤(ステアリン酸カルシウムまたはステ
アリン酸リチウム0.4重量%) 上記の0)(ニ)(3)(4)の混合粉末を混合攪拌後
、6゜5gr/cjの加圧力で成型し、外径7.02■
グ、内径3.54−一、高さ4.0■の円筒状圧粉体を
得て、該圧粉体を予備加熱後、アンモニア分解ガス中で
20分間、 (1)730℃で焼結させ、焼結体を得た。そしてこの
焼結軸受の圧型強さを測定すれば、18−/■2(サイ
ジング前)であった。 (11)680℃で焼結させ、焼結体を得た。そしてこ
の焼結軸受の圧型強さを測定すれば、16kg/■2(
サイジング前)であった。 (m)630℃で焼結させ、焼結体を得た。そしてこの
焼結軸受の圧型強さを測定すれば、14kg/■1(サ
イジング前)であった。 その結果を第2図にグラフで示す。 (実験2) 0)銅の被覆量25重量%の銅被覆鉄粉70重量%(但
し、粒度分布350メツシュを60%、粒度分布250
メツシュを35%配合されたもの)(ニ)銅一グラファ
イト複合粉末30重量%(但し、粒度分布250メツシ
ュを少なくとも95%配合されたもの) (3)錫粉末2重量%(但し、粒度分布325メツシュ
で100%構成されたもの) (6)粉末潤滑剤(ステアリン酸カルシウムまたはステ
アリン酸リチウム0.4重量%) 上記の(1)(2) (3)(イ)の混合粉末を混合攪
拌後、6゜5gr/afの加圧力で成型し、外径7.0
2■グ。 内径3.54■ダ、高さ4.0■の円筒状圧粉体を得て
、該圧粉体を予備加熱後、アンモニア分解ガス中で20
分間、 (1)730℃で焼結させ、焼結体を得た。そしてこの
焼結軸受の圧型強さを測定すれば、16kg/■2(サ
イジング前)であった。 (n)680℃で焼結させ、焼結体を得た。そしてこの
焼結軸受の圧型強さを測定すれば、14kg/■2(サ
イジング前)であった。 (m)630℃で焼結させ、焼結体を得た。そしてこの
焼結軸受の圧型強さを測定すれば−10kg/閣+(サ
イジング前)であった。 その結果を第3図にグラフで示す。 実験lおよび実験2から分かるように、250メツンユ
より細かい粉を多く含むことにより、750〜650℃
の低温でも焼結が良くなり、実用上、十分な圧型強さを
得ることができることが確認された。 (発明の効果) 以上、説明したように、本発明の軸受の製造方法におい
ては、以下のような効果を有する。 ■焼結温度を650〜750℃とすることにより。 焼結歪みが少なくなり、軸受の寸法精度が保てる。 ■焼結温度を650〜750℃とすることにより、軸受
材料の表面の組織が変化せず、柔らかさを失わない。 ■粉末粒子が細かいので、ポーラスも細かくなり、油圧
が高くなり、潤滑性が良くなり、初期からでもなじみ特
性が良くなる。 ■粉末粒子が細かいので、低温焼結でも結合力が弱くな
らず、圧環強度が落ちない。 ■銅被覆鉄粉が主成分であるため、なじみ後、鉄地が出
現し、耐摩耗性が確保されるため軸受が高寿命になる。 図面の簡単な説明 第1図は軸受のなじみの程度を示す図、第2図および第
3図はそれぞれ焼結温度と圧型強さとの関係を示す図で
ある。 f′PF)4 目 ltA 畳
温度と圧型強さの関係】 (実験1) (1)銅の被覆量40重量%の銅被覆鉄粉80重量%(
但し、粒度分布350メツシュを60%、250メツシ
ュを35%配合されたもの) (至)銅粉末20重量%(但し、粒度分布250メツシ
ュを少なくとも95%配合されたもの)O)錫粉末1重
量%(但し、粒度分布325メツシュで100%構成さ
れたもの) (4)粉末潤滑剤(ステアリン酸カルシウムまたはステ
アリン酸リチウム0.4重量%) 上記の0)(ニ)(3)(4)の混合粉末を混合攪拌後
、6゜5gr/cjの加圧力で成型し、外径7.02■
グ、内径3.54−一、高さ4.0■の円筒状圧粉体を
得て、該圧粉体を予備加熱後、アンモニア分解ガス中で
20分間、 (1)730℃で焼結させ、焼結体を得た。そしてこの
焼結軸受の圧型強さを測定すれば、18−/■2(サイ
ジング前)であった。 (11)680℃で焼結させ、焼結体を得た。そしてこ
の焼結軸受の圧型強さを測定すれば、16kg/■2(
サイジング前)であった。 (m)630℃で焼結させ、焼結体を得た。そしてこの
焼結軸受の圧型強さを測定すれば、14kg/■1(サ
イジング前)であった。 その結果を第2図にグラフで示す。 (実験2) 0)銅の被覆量25重量%の銅被覆鉄粉70重量%(但
し、粒度分布350メツシュを60%、粒度分布250
メツシュを35%配合されたもの)(ニ)銅一グラファ
イト複合粉末30重量%(但し、粒度分布250メツシ
ュを少なくとも95%配合されたもの) (3)錫粉末2重量%(但し、粒度分布325メツシュ
で100%構成されたもの) (6)粉末潤滑剤(ステアリン酸カルシウムまたはステ
アリン酸リチウム0.4重量%) 上記の(1)(2) (3)(イ)の混合粉末を混合攪
拌後、6゜5gr/afの加圧力で成型し、外径7.0
2■グ。 内径3.54■ダ、高さ4.0■の円筒状圧粉体を得て
、該圧粉体を予備加熱後、アンモニア分解ガス中で20
分間、 (1)730℃で焼結させ、焼結体を得た。そしてこの
焼結軸受の圧型強さを測定すれば、16kg/■2(サ
イジング前)であった。 (n)680℃で焼結させ、焼結体を得た。そしてこの
焼結軸受の圧型強さを測定すれば、14kg/■2(サ
イジング前)であった。 (m)630℃で焼結させ、焼結体を得た。そしてこの
焼結軸受の圧型強さを測定すれば−10kg/閣+(サ
イジング前)であった。 その結果を第3図にグラフで示す。 実験lおよび実験2から分かるように、250メツンユ
より細かい粉を多く含むことにより、750〜650℃
の低温でも焼結が良くなり、実用上、十分な圧型強さを
得ることができることが確認された。 (発明の効果) 以上、説明したように、本発明の軸受の製造方法におい
ては、以下のような効果を有する。 ■焼結温度を650〜750℃とすることにより。 焼結歪みが少なくなり、軸受の寸法精度が保てる。 ■焼結温度を650〜750℃とすることにより、軸受
材料の表面の組織が変化せず、柔らかさを失わない。 ■粉末粒子が細かいので、ポーラスも細かくなり、油圧
が高くなり、潤滑性が良くなり、初期からでもなじみ特
性が良くなる。 ■粉末粒子が細かいので、低温焼結でも結合力が弱くな
らず、圧環強度が落ちない。 ■銅被覆鉄粉が主成分であるため、なじみ後、鉄地が出
現し、耐摩耗性が確保されるため軸受が高寿命になる。 図面の簡単な説明 第1図は軸受のなじみの程度を示す図、第2図および第
3図はそれぞれ焼結温度と圧型強さとの関係を示す図で
ある。 f′PF)4 目 ltA 畳
Claims (1)
- 250メッシュより細かい微小粉を50〜100重量%
含有する銅被覆鉄複合粉末からなる主成分と、250メ
ッシュより細かい微小粉を50〜100重量%含有する
銅粉末からなる副成分と、若干の錫等の素地強化成分粉
末とを混合し、650〜750℃で焼結して軸受を製造
することを特徴とする軸受の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1289351A JPH03150330A (ja) | 1989-11-07 | 1989-11-07 | 軸受の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP1289351A JPH03150330A (ja) | 1989-11-07 | 1989-11-07 | 軸受の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03150330A true JPH03150330A (ja) | 1991-06-26 |
Family
ID=17742084
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1289351A Pending JPH03150330A (ja) | 1989-11-07 | 1989-11-07 | 軸受の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03150330A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002020198A1 (fr) * | 2000-09-04 | 2002-03-14 | Nikko Materials Company, Limited | Poudre metallique composite destinee a la metallurgie des poudres |
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-
1989
- 1989-11-07 JP JP1289351A patent/JPH03150330A/ja active Pending
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