JPH03223437A - 耐摩耗性及び弾性率に優れた低熱膨張アルミニウム合金 - Google Patents
耐摩耗性及び弾性率に優れた低熱膨張アルミニウム合金Info
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- JPH03223437A JPH03223437A JP2026390A JP2026390A JPH03223437A JP H03223437 A JPH03223437 A JP H03223437A JP 2026390 A JP2026390 A JP 2026390A JP 2026390 A JP2026390 A JP 2026390A JP H03223437 A JPH03223437 A JP H03223437A
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
この発明は、例えばピストンその他の熱膨張係数が小さ
く優れた耐摩耗性及び弾性率が要求される自動車部品や
各種機械部品等に鋳物材や展伸材として用いられる耐摩
耗性及び弾性率に優れた低熱膨張アルミニウム合金に関
する。
く優れた耐摩耗性及び弾性率が要求される自動車部品や
各種機械部品等に鋳物材や展伸材として用いられる耐摩
耗性及び弾性率に優れた低熱膨張アルミニウム合金に関
する。
従来の技術
従来、この種のアルミニウム合金としては、耐摩耗性を
向上させるための元素としてSiを添加したAg−3i
系合金が良く知られているところであり、一般に多く用
いられている。
向上させるための元素としてSiを添加したAg−3i
系合金が良く知られているところであり、一般に多く用
いられている。
発明が解決しようとする課題
ところが、耐摩耗性の向上のために、Siの添加量を増
大すると、耐摩耗性が向上し熱膨張係数が低下する反面
、鋳造性、切削性等が低下するという問題があり、自か
らその添加量に制約を受けるものであった。
大すると、耐摩耗性が向上し熱膨張係数が低下する反面
、鋳造性、切削性等が低下するという問題があり、自か
らその添加量に制約を受けるものであった。
この発明はこのような事情に鑑み、耐摩耗性、弾性率、
強度等の機械的性質に優れ、かつ熱膨張性等の物理的性
質にも優れたアルミニウム合金を提供することを目的と
してなされたものである。
強度等の機械的性質に優れ、かつ熱膨張性等の物理的性
質にも優れたアルミニウム合金を提供することを目的と
してなされたものである。
課題を解決するための手段
而して、この発明は鋭意研究の結果、基本的にAg−C
u−Mg系合金にAgを添加して耐熱強度の向上を図る
とともに、さらにNiあるいはTIを添加してAg−N
l系金属間化合物あるいはAg−T1系金属間化合物を
分散させたものとすることによって、耐摩耗性、弾性率
、及び熱膨張性の十分な改善を図りつつ、同時に切削性
、熱伝導性、鋳造性等の改善を図りうろことを見出し、
かかる知見に基いてこの発明を完成し得たものである。
u−Mg系合金にAgを添加して耐熱強度の向上を図る
とともに、さらにNiあるいはTIを添加してAg−N
l系金属間化合物あるいはAg−T1系金属間化合物を
分散させたものとすることによって、耐摩耗性、弾性率
、及び熱膨張性の十分な改善を図りつつ、同時に切削性
、熱伝導性、鋳造性等の改善を図りうろことを見出し、
かかる知見に基いてこの発明を完成し得たものである。
即ち、この発明は、
Cu:2〜8wt%、
Mg:0.1シ196以上1.5wt%未満、Ag :
0. 05〜1wt%、 Ni 二 〇、 1〜20wt% を含有し、あるいはさらに Si:0.05〜13wt%、 Zn:0. 05〜5wt%、 L i : 0. 05〜5wt%、 Ti:0.01〜5wt%、 Cr : 0. 01〜1wt%、Mn :
0. 01〜5wt%、Z r : 0. 01〜
1wt%、V:0.01〜1wt%、 F e : 0. 01〜5wt%、B:0.00
05〜0.1wt% のうちの1種または2種以上を含有し、残部がAg及び
不可避不純物からなることを特徴とする耐摩耗性及び弾
性率に優れた低熱膨張アルミニウム合金を要旨とする。
0. 05〜1wt%、 Ni 二 〇、 1〜20wt% を含有し、あるいはさらに Si:0.05〜13wt%、 Zn:0. 05〜5wt%、 L i : 0. 05〜5wt%、 Ti:0.01〜5wt%、 Cr : 0. 01〜1wt%、Mn :
0. 01〜5wt%、Z r : 0. 01〜
1wt%、V:0.01〜1wt%、 F e : 0. 01〜5wt%、B:0.00
05〜0.1wt% のうちの1種または2種以上を含有し、残部がAg及び
不可避不純物からなることを特徴とする耐摩耗性及び弾
性率に優れた低熱膨張アルミニウム合金を要旨とする。
かつまた、Cu:2−8wt%、
Mg : 0. 1wt%以上1. 5wt%未満、A
g:0.05〜1wt%、 Ti:5〜15yt% を含有し、あるいはさらに Si:0.05〜13wt%、 Zn : 0. 05〜5wt%、 L i : 0. 05〜5wt%、 N i : 0. 1〜20wt%、 Cr:0.01〜1wt%、 Mn : 0.01〜5wt%、 Zr:0.01〜lwt%、 V:0.01〜1wt%、 F e : 0. 01〜5wt%、 B : 0.0005〜0.1wt% のうちの1種または2種以上を含有し、残部がAg及び
不可避不純物からなることを特徴とする耐摩耗性及び弾
性率に優れた低熱膨張アルミニウム合金をも要旨とする
。
g:0.05〜1wt%、 Ti:5〜15yt% を含有し、あるいはさらに Si:0.05〜13wt%、 Zn : 0. 05〜5wt%、 L i : 0. 05〜5wt%、 N i : 0. 1〜20wt%、 Cr:0.01〜1wt%、 Mn : 0.01〜5wt%、 Zr:0.01〜lwt%、 V:0.01〜1wt%、 F e : 0. 01〜5wt%、 B : 0.0005〜0.1wt% のうちの1種または2種以上を含有し、残部がAg及び
不可避不純物からなることを特徴とする耐摩耗性及び弾
性率に優れた低熱膨張アルミニウム合金をも要旨とする
。
本発明合金の各元素の添加理由と組成範囲の限定理由に
ついて示すと、まず、Cu及びMgは、いずれも合金の
強度向上に寄与するものである。しかしCuが2wt%
未満、Mgが0. 1wt%未満ではその効果に乏しい
。一方Cuが8wt%を超え、Mgが1. 5wL%以
上では加工性を悪化させる。CuSMgの特に好ましい
含有範囲はCu : 2.5〜7.Owt%、Mg :
Q。
ついて示すと、まず、Cu及びMgは、いずれも合金の
強度向上に寄与するものである。しかしCuが2wt%
未満、Mgが0. 1wt%未満ではその効果に乏しい
。一方Cuが8wt%を超え、Mgが1. 5wL%以
上では加工性を悪化させる。CuSMgの特に好ましい
含有範囲はCu : 2.5〜7.Owt%、Mg :
Q。
25〜1.Owt%である。
Agは合金の強度、耐熱性の向上に有効なものである。
しかし、その含有量が0.−o5ν【%未満では上記効
果に乏しく、逆に1.Owt%を超えるとやはり加工性
の劣化を招く。特に好ましいAgの範囲は0.3〜0.
7wt%である。
果に乏しく、逆に1.Owt%を超えるとやはり加工性
の劣化を招く。特に好ましいAgの範囲は0.3〜0.
7wt%である。
少なくとも一方が必須元素として添加されるNiとTi
はAg−Ni系金属間化合物あるいはAg−Ti系金属
間化合物を形成して合金中に分散し、主として耐摩耗性
、弾性率の向上及び熱膨張係数の低下に寄与するもので
ある。しがしNiが0.1wt%未満、Tiが5wt%
未満ではそれらの効果に乏しい。一方、Niが20wt
%を超え、あるいはTiが15wt%を超えると熱伝導
性を阻害するとともに加工性の劣化を招く。特に好まし
い含有範囲はNi:0.5〜10wt%、T ’1 :
5〜10wt%である。
はAg−Ni系金属間化合物あるいはAg−Ti系金属
間化合物を形成して合金中に分散し、主として耐摩耗性
、弾性率の向上及び熱膨張係数の低下に寄与するもので
ある。しがしNiが0.1wt%未満、Tiが5wt%
未満ではそれらの効果に乏しい。一方、Niが20wt
%を超え、あるいはTiが15wt%を超えると熱伝導
性を阻害するとともに加工性の劣化を招く。特に好まし
い含有範囲はNi:0.5〜10wt%、T ’1 :
5〜10wt%である。
上記必須元素の他、任意的に1種または2種以上の含有
が許容されるSi、ZnSLiは合金の強度向上に寄与
するものである。また、Siはさらに低熱膨張にも寄与
するものである。
が許容されるSi、ZnSLiは合金の強度向上に寄与
するものである。また、Siはさらに低熱膨張にも寄与
するものである。
しかし、S i : 0. 05wt%未満、Zn:0
105wt%未満、Li :0.05wt%未満では上
記の効果に乏しい。一方、Si:13.0wt%、Z
n : 5. 0wt%、 L i : 5.0wt%
をそれぞれ超えても上記効果の格別な増大作用がないば
かりか、却って加工性の劣化を派生する。
105wt%未満、Li :0.05wt%未満では上
記の効果に乏しい。一方、Si:13.0wt%、Z
n : 5. 0wt%、 L i : 5.0wt%
をそれぞれ超えても上記効果の格別な増大作用がないば
かりか、却って加工性の劣化を派生する。
さらに、同じく任意的に1種または2種以上の含有が許
容されるTi(Niが必須のとき)、Ni(Tiが必須
のとき)、Cr、Mn5Zr。
容されるTi(Niが必須のとき)、Ni(Tiが必須
のとき)、Cr、Mn5Zr。
V、Fe、Bは合金中で金属間化合物を形成して合金の
弾性率の向上、熱膨張係数の低下に寄与するものである
。しかし、Ti5Cr、M n 。
弾性率の向上、熱膨張係数の低下に寄与するものである
。しかし、Ti5Cr、M n 。
Z「、V、Feが個々に0.01wt%未満、Niが0
.1wt%未満、Bが0.0005wt%未満では上記
の効果に乏しい。一方、Ti、Mn、Feが5wt%を
超え、Cr、Zr5Vが1wt%を超え、Bが0.1w
t%を超えると加工性の劣化を派生する。
.1wt%未満、Bが0.0005wt%未満では上記
の効果に乏しい。一方、Ti、Mn、Feが5wt%を
超え、Cr、Zr5Vが1wt%を超え、Bが0.1w
t%を超えると加工性の劣化を派生する。
本発明に係るアルミニウム合金は、常法に従う連続ある
いは半連続鋳造法によっても製造することができるが、
NiやTi等の添加により形成された金属間化合物の一
層の微細化を図るために、さらにはLiを添加する場合
には該Liが化学的に活性で酸素等の非金属元素と反応
し易いことから鋳塊表面の酸化等を防止するために、加
圧凝固法により製造することも推奨される。この加圧凝
固法を説明すると次のとおりである。即ち、本発明合金
を溶解し、その溶湯を加圧凝固用金型に注湯して加圧凝
固せしめることにより、欠陥のない金属間化合物の均一
かつ微細なビレットの作製を行うものである。加圧凝固
用金型は、これに押出機のコンテナを利用するものとし
ても良い。即ち、アルミニウム合金溶湯を直接コンテナ
に注入し、ステムで加圧しつつ凝固させるものとしても
良い。もちろん、この場合、上記コンテナの前面は盲ダ
イスを付設して塞ぎ、加圧凝固中の溶湯の吹出しを防ぐ
ものとすることが必要である。また上記注湯に際しては
前記金型を予め300〜350℃程度に加熱しておくも
のとすることが望ましい。
いは半連続鋳造法によっても製造することができるが、
NiやTi等の添加により形成された金属間化合物の一
層の微細化を図るために、さらにはLiを添加する場合
には該Liが化学的に活性で酸素等の非金属元素と反応
し易いことから鋳塊表面の酸化等を防止するために、加
圧凝固法により製造することも推奨される。この加圧凝
固法を説明すると次のとおりである。即ち、本発明合金
を溶解し、その溶湯を加圧凝固用金型に注湯して加圧凝
固せしめることにより、欠陥のない金属間化合物の均一
かつ微細なビレットの作製を行うものである。加圧凝固
用金型は、これに押出機のコンテナを利用するものとし
ても良い。即ち、アルミニウム合金溶湯を直接コンテナ
に注入し、ステムで加圧しつつ凝固させるものとしても
良い。もちろん、この場合、上記コンテナの前面は盲ダ
イスを付設して塞ぎ、加圧凝固中の溶湯の吹出しを防ぐ
ものとすることが必要である。また上記注湯に際しては
前記金型を予め300〜350℃程度に加熱しておくも
のとすることが望ましい。
これによりビレットに一層微細な組織を得ることを可能
にする。即ち300℃程度未満であると、注湯後前記ア
ルミニウムの凝固が直ぐに開始してしまい、加圧凝固に
よる効果が十分に達成され難い。一方、350℃を超え
る高温に加熱しておくと、冷却速度が遅くなり、晶出物
が成長して上記微細効果を十分に達成し難いものとなる
傾向がみられる。注湯後すぐさま前記金型内の溶湯を加
圧ピストンにより加圧し、凝固を進行せしめることによ
ってビレットを作製する。即ち加圧凝固法によってビレ
ットを作製する。この際の加圧力は50に9f/cd以
上であれば良く、望ましくは500〜1000 K9
f / CJII程度とするのが良い。この加圧力の大
小はビレットの品質にさして大きな影響を与えるもので
はない。しかしながら、50Kgf/ci未満ては加圧
凝固法による鋳造割れ防止及び晶出物の微細化効果に不
十分であり、反面例えば150〇八9f/aAを超える
ような高圧を付加しも、それに要するエネルギの増大に
見合う効果の比例的向上を見ることがてきないためむし
ろ無益である。このように、所定の加圧状態下において
アルミニウム合金を凝固させることにより、鋳造割れを
生じさせることなく、かつ晶出物の小さなビレットを作
製しうる。上記加圧凝固法により作製したビレットは、
次にこれを押出加工して所期するアルミニウム合金材と
する。ここに、ビレットは一旦冷却された固相状態のも
のを用いても良いが、好ましくは前記加圧凝固の進行に
より、ビレットの温度が押出し加工に適する温度、例え
ば液相温度の約1/2程度にまで低下し半溶融状態とな
った時点で加圧凝固工程を終了し、すぐさまそのまま押
出機のコンテナに装填して押出しを開始するものとなす
ことが奨励される。このような手順を採用することによ
り、押出加工に際してのビレットの加熱工程を省くこと
が可能となり、その加熱に要するエネルギおよび時間を
節約し、合金押出し材の製造能率の向上および製造コス
トの低減の利益を享受しうる。
にする。即ち300℃程度未満であると、注湯後前記ア
ルミニウムの凝固が直ぐに開始してしまい、加圧凝固に
よる効果が十分に達成され難い。一方、350℃を超え
る高温に加熱しておくと、冷却速度が遅くなり、晶出物
が成長して上記微細効果を十分に達成し難いものとなる
傾向がみられる。注湯後すぐさま前記金型内の溶湯を加
圧ピストンにより加圧し、凝固を進行せしめることによ
ってビレットを作製する。即ち加圧凝固法によってビレ
ットを作製する。この際の加圧力は50に9f/cd以
上であれば良く、望ましくは500〜1000 K9
f / CJII程度とするのが良い。この加圧力の大
小はビレットの品質にさして大きな影響を与えるもので
はない。しかしながら、50Kgf/ci未満ては加圧
凝固法による鋳造割れ防止及び晶出物の微細化効果に不
十分であり、反面例えば150〇八9f/aAを超える
ような高圧を付加しも、それに要するエネルギの増大に
見合う効果の比例的向上を見ることがてきないためむし
ろ無益である。このように、所定の加圧状態下において
アルミニウム合金を凝固させることにより、鋳造割れを
生じさせることなく、かつ晶出物の小さなビレットを作
製しうる。上記加圧凝固法により作製したビレットは、
次にこれを押出加工して所期するアルミニウム合金材と
する。ここに、ビレットは一旦冷却された固相状態のも
のを用いても良いが、好ましくは前記加圧凝固の進行に
より、ビレットの温度が押出し加工に適する温度、例え
ば液相温度の約1/2程度にまで低下し半溶融状態とな
った時点で加圧凝固工程を終了し、すぐさまそのまま押
出機のコンテナに装填して押出しを開始するものとなす
ことが奨励される。このような手順を採用することによ
り、押出加工に際してのビレットの加熱工程を省くこと
が可能となり、その加熱に要するエネルギおよび時間を
節約し、合金押出し材の製造能率の向上および製造コス
トの低減の利益を享受しうる。
実施例
上記第1表に示す本発明合金及び比較合金のそれぞれに
ついて、その溶湯を液相温度+100℃に加熱した加圧
凝固用金型に注湯し、100100O/a+Iの加圧力
で凝固させてビレットを作成し、このビレットを押出温
度490℃にて直径12#の丸棒に押出加工し、490
℃×6時間の容体化処理後水冷し、180℃×7時間の
事項処理を施したものを供試材とした。
ついて、その溶湯を液相温度+100℃に加熱した加圧
凝固用金型に注湯し、100100O/a+Iの加圧力
で凝固させてビレットを作成し、このビレットを押出温
度490℃にて直径12#の丸棒に押出加工し、490
℃×6時間の容体化処理後水冷し、180℃×7時間の
事項処理を施したものを供試材とした。
そして、この各供試材につき、耐摩耗性、熱膨張係数、
弾性率、機械的性質(引張強さ、耐力、伸び)を調べる
とともに、切削性を調べた。
弾性率、機械的性質(引張強さ、耐力、伸び)を調べる
とともに、切削性を調べた。
その結果を第2表に示す。
なお、耐摩耗性の試験は、回転円板による入超式摩耗試
験機を用いて、負荷荷重・2.’J−に9、摩擦距離:
600m、摩擦速度:3.67m/S1相手材: FC
−30(J Is) 、試験面:エメリペーパー120
0番仕上げ、の試験条件で摩擦したときの供試材の比摩
耗量を測定することによって評価した。
験機を用いて、負荷荷重・2.’J−に9、摩擦距離:
600m、摩擦速度:3.67m/S1相手材: FC
−30(J Is) 、試験面:エメリペーパー120
0番仕上げ、の試験条件で摩擦したときの供試材の比摩
耗量を測定することによって評価した。
また、切削試験は、小バイト二に10、切削速度:24
7m/S、送り: 0. 2sr/ r e v。
7m/S、送り: 0. 2sr/ r e v。
切込み:1履、切削回数二8回、潤滑:なし、の条件で
行い、バイト逃げ面の摩耗幅を測定した。
行い、バイト逃げ面の摩耗幅を測定した。
[以下余白コ
以上の結果から、本発明合金はSi含有量の多い比較合
金に較べ同等あるいはそれ以上の耐摩耗性、熱膨張係数
、弾性率、機械的性質を有するものでありながら、かつ
切削性の点で比較合金よりも優れた特性を有するもので
あることがわかる。
金に較べ同等あるいはそれ以上の耐摩耗性、熱膨張係数
、弾性率、機械的性質を有するものでありながら、かつ
切削性の点で比較合金よりも優れた特性を有するもので
あることがわかる。
発明の効果
この発明は上述の次第で、優れた耐摩耗性、弾性率、熱
膨張性の実現を図りつつ同時に切削性等の改善をも図っ
たアルミニウム合金となしうる。従って、自動車部品や
各種機械部品等に鋳物材や展伸材として好適に用いるこ
とができる。
膨張性の実現を図りつつ同時に切削性等の改善をも図っ
たアルミニウム合金となしうる。従って、自動車部品や
各種機械部品等に鋳物材や展伸材として好適に用いるこ
とができる。
以上
Claims (4)
- (1)Cu:2〜8wt%、 Mg:0.1wt%以上1.5wt%未満、Ag:0.
05〜1wt%、 Ni:0.1〜20wt% を含有し、残部がAl及び不可避不純物からなることを
特徴とする耐摩耗性及び弾性率に優れた低熱膨張アルミ
ニウム合金。 - (2)Cu:2〜8wt%、 Mg:0.1wt%以上1.5wt%未満、Ag:0.
05〜1wt%、 Ni:0.1〜20wt% を含有し、さらに Si:0.05〜13wt%、 Zn:0.05〜5wt%、 Li:0.05〜5wt%、 Ti:0.01〜5wt%、 Cr:0.01〜1wt%、 Mn:0.01〜5wt%、 Zr:0.01〜1wt%、 V:0.01〜1wt%、 Fe:0.01〜5wt%、 B:0.0005〜0.1wt% のうちの1種または2種以上を含有し、残部がAl及び
不可避不純物からなることを特徴とする耐摩耗性及び弾
性率に優れた低熱膨張アルミニウム合金。 - (3)Cu:2〜8wt%、 Mg:0.1wt%以上1.5wt%未満、Ag:0.
05〜1wt%、 Ti:5〜15wt% を含有し、残部がAl及び不可避不純物からなることを
特徴とする耐摩耗性及び弾性率に優れた低熱膨張アルミ
ニウム合金。 - (4)Cu:2〜8wt%、 Mg:0.1wt%以上1.5wt%未満、Ag:0.
05〜1wt%、 Ti:5〜15wt% を含有し、さらに Si:0.05〜13wt%、 Zn:0.05〜5wt%、 Li:0.05〜5wt%、 Ni:0.1〜20wt%、 Cr:0.01〜1wt%、 Mn:0.01〜5wt%、 Zr:0.01〜1wt%、 V:0.01〜1wt%、 Fe:0.01〜5wt%、 B:0.0005〜0.1wt% のうちの1種または2種以上を含有し、残部がAl及び
不可避不純物からなることを特徴とする耐摩耗性及び弾
性率に優れた低熱膨張アルミニウム合金。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2026390A JPH03223437A (ja) | 1990-01-29 | 1990-01-29 | 耐摩耗性及び弾性率に優れた低熱膨張アルミニウム合金 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2026390A JPH03223437A (ja) | 1990-01-29 | 1990-01-29 | 耐摩耗性及び弾性率に優れた低熱膨張アルミニウム合金 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03223437A true JPH03223437A (ja) | 1991-10-02 |
Family
ID=12022315
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2026390A Pending JPH03223437A (ja) | 1990-01-29 | 1990-01-29 | 耐摩耗性及び弾性率に優れた低熱膨張アルミニウム合金 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03223437A (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5630889A (en) * | 1995-03-22 | 1997-05-20 | Aluminum Company Of America | Vanadium-free aluminum alloy suitable for extruded aerospace products |
KR100319946B1 (ko) * | 1999-06-21 | 2002-01-05 | 서성태 | 현수애자의 브래킷용 알루미늄 합금 및 그 제조 방법 |
JP2010150648A (ja) * | 2008-12-26 | 2010-07-08 | Nippon Light Metal Co Ltd | 高温強度に優れ、低熱膨張性を有するアルミニウム基合金およびその製造方法 |
CN105970030A (zh) * | 2016-07-04 | 2016-09-28 | 江阴恩特莱特镀膜科技有限公司 | 一种用于喷涂硅铝靶材打底层的合金及其制备方法 |
CN107828980A (zh) * | 2017-09-29 | 2018-03-23 | 宁波优适捷传动件有限公司 | 一种轻量化汽车用拉杆球接总成及其制备方法 |
CN109022935A (zh) * | 2018-09-12 | 2018-12-18 | 张家港市五湖新材料技术开发有限公司 | 一种铝镍钛合金材料的制备方法 |
CN110205507A (zh) * | 2019-05-13 | 2019-09-06 | 湖南工业大学 | 一种高速重载列车制动盘用合金材料、制备方法和制动盘 |
-
1990
- 1990-01-29 JP JP2026390A patent/JPH03223437A/ja active Pending
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