JPH03253593A - 塗装後耐食性に優れた表面処理鋼板 - Google Patents
塗装後耐食性に優れた表面処理鋼板Info
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- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
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〉
本発明は、塗装後耐食性に優れた表面処理wA板に関す
るものである。
るものである。
〈従来の技術〉
従来から自動車、家電、建材等の分野において、a板の
耐食性を向上させるため表面処理鋼板が広く用いられて
いる。表面処理としてZnめっきが古くから行なわれて
いたが、最近の防錆能力強化の要請に伴い種々のZn系
合金めっきが開発され使用されている。Zn合金めっき
は溶融めっき法によるZn−Fe、 Zn −AI、電
気めっき法によるZn−Ni、Zn −Feが主に使わ
れているが、これらの表面処理鋼板も耐食性は十分とは
いえず、最近ではZn −Mg等の耐食性に優れためっ
きが開発されている6また、これらの表面処理w4板は
塗装して使用される場合が多く、塗装性を向上させるた
めに電気Zn−Niめっき、電気Zn−Feめっき、溶
融Zn−Feめっき等の上層にFe−Pめっき、Zn
−Feめっき等を施した表面処理鋼板も開発されている
。
耐食性を向上させるため表面処理鋼板が広く用いられて
いる。表面処理としてZnめっきが古くから行なわれて
いたが、最近の防錆能力強化の要請に伴い種々のZn系
合金めっきが開発され使用されている。Zn合金めっき
は溶融めっき法によるZn−Fe、 Zn −AI、電
気めっき法によるZn−Ni、Zn −Feが主に使わ
れているが、これらの表面処理鋼板も耐食性は十分とは
いえず、最近ではZn −Mg等の耐食性に優れためっ
きが開発されている6また、これらの表面処理w4板は
塗装して使用される場合が多く、塗装性を向上させるた
めに電気Zn−Niめっき、電気Zn−Feめっき、溶
融Zn−Feめっき等の上層にFe−Pめっき、Zn
−Feめっき等を施した表面処理鋼板も開発されている
。
〈発明が解決しようとする’J、B>
MgはZnの防錆能を向上させる合金元素として有望で
あり、Zn −Mg合金めっきの試みがなされているが
、優れた性能のものは出来ていない、Zn−Mg合金め
っき方法として最初に検討されたのは溶融めっき法であ
り、特開昭56−96036号公報、特開昭56−12
3359号公報、特開昭56−125953号公報、特
開昭56−152956号公報等が知られている。しか
しMgの融点は650°CでZnの融点419℃よりは
るかに高いために溶融Zn浴には少量しか添加できず、
しかもめっき層と鋼板の界面にFe濃度の高い合金層が
できてめっき密着性が劣化するために色々な添加元素を
入れる必要があり、また鋼板自体も熱で材料特性が劣化
して加工性が悪くなる等の問題があった。
あり、Zn −Mg合金めっきの試みがなされているが
、優れた性能のものは出来ていない、Zn−Mg合金め
っき方法として最初に検討されたのは溶融めっき法であ
り、特開昭56−96036号公報、特開昭56−12
3359号公報、特開昭56−125953号公報、特
開昭56−152956号公報等が知られている。しか
しMgの融点は650°CでZnの融点419℃よりは
るかに高いために溶融Zn浴には少量しか添加できず、
しかもめっき層と鋼板の界面にFe濃度の高い合金層が
できてめっき密着性が劣化するために色々な添加元素を
入れる必要があり、また鋼板自体も熱で材料特性が劣化
して加工性が悪くなる等の問題があった。
舊着法によるZn −Mg合金めっきが検討されたが(
特開昭64−17851号公報、特開昭64−1785
2号公報、特開昭64−17853号公報等)、蒸着法
では高い真空度とMg、 Znを蒸発させるための大き
な熱源が必要でコストが高いうえに、鋼板との密着性が
良くなくまた緻密で均一なめっき層を得ることが難しい
等の問題があった。
特開昭64−17851号公報、特開昭64−1785
2号公報、特開昭64−17853号公報等)、蒸着法
では高い真空度とMg、 Znを蒸発させるための大き
な熱源が必要でコストが高いうえに、鋼板との密着性が
良くなくまた緻密で均一なめっき層を得ることが難しい
等の問題があった。
電気めっき法では通常の水溶液を使用するとZnとMg
の単極電位が違いすぎるために合金めっきを得ることが
極めて難しい、特開昭58−144492号公報ではフ
ッ化物を使うめっき浴が示されているが、Mg含有量が
1%以下のものしか得られていない。
の単極電位が違いすぎるために合金めっきを得ることが
極めて難しい、特開昭58−144492号公報ではフ
ッ化物を使うめっき浴が示されているが、Mg含有量が
1%以下のものしか得られていない。
これらの方法では、めっき密着性および耐食性−の良い
Zn −Mg合金めっき鋼板を得ることはできなかった
。そこで本発明者らは、溶融塩電気めっき法によるZn
−Mgめっき鋼板を開発しこれらの問題を解決したが
、この鋼板に塗装を施して使用する場合の塗装後針食性
については十分とはいえなかった。
Zn −Mg合金めっき鋼板を得ることはできなかった
。そこで本発明者らは、溶融塩電気めっき法によるZn
−Mgめっき鋼板を開発しこれらの問題を解決したが
、この鋼板に塗装を施して使用する場合の塗装後針食性
については十分とはいえなかった。
また、塗装性に優れた表面処理鋼板としては、電気Zn
−Feめっき、電気Zn−Niめっき、合金化溶融Z
nめっき等の上層にFe−Pめっき、Zn −Feめっ
き等を施したものが発明されているが(特開昭5573
81?8号公報、vF開昭60−57518号公報、特
開昭61253397号公報等)、近年の自動車用鋼板
の厳しい耐食性要求に応えるには耐食性が不十分であっ
た。
−Feめっき、電気Zn−Niめっき、合金化溶融Z
nめっき等の上層にFe−Pめっき、Zn −Feめっ
き等を施したものが発明されているが(特開昭5573
81?8号公報、vF開昭60−57518号公報、特
開昭61253397号公報等)、近年の自動車用鋼板
の厳しい耐食性要求に応えるには耐食性が不十分であっ
た。
く課題を解決するための手段〉
本発明の第1の塗装後針食性に優れた表面処理t14板
は、鋼板の少なくとも片面に、第一層として陶を1〜3
5重量%含有し、残部が実質的にZnと不可避的不純物
からなるめっき層を10〜60 g / nT有し、こ
の上に第二層としてPを0.0003〜15重量%−含
有するFe−Pめっき層を0.01〜20g/nf有す
ることを特徴とするものであり、また前記第一層のめっ
き層中にreを0.5〜25重量%含有することを特徴
とする塗装後針食性に優れた表面処理m板であり、また
前記第一層のめっき層が溶融塩電気めっき層である塗装
後針食性に優れた表面処理@板である。
は、鋼板の少なくとも片面に、第一層として陶を1〜3
5重量%含有し、残部が実質的にZnと不可避的不純物
からなるめっき層を10〜60 g / nT有し、こ
の上に第二層としてPを0.0003〜15重量%−含
有するFe−Pめっき層を0.01〜20g/nf有す
ることを特徴とするものであり、また前記第一層のめっ
き層中にreを0.5〜25重量%含有することを特徴
とする塗装後針食性に優れた表面処理m板であり、また
前記第一層のめっき層が溶融塩電気めっき層である塗装
後針食性に優れた表面処理@板である。
そして、本発明の第2の塗装後針食性に優れた表面処理
*Fiは、鋼板の少なくとも片面に、第一層としてMg
を1〜35重量%含有し、残部が実質的にZnと不可避
的不純物からなるめっき層を】O〜60g/rri有し
、この上に第二層としてFeを5重量%以上含有するZ
n −Feめっき層を0.01〜20 g /n(有す
ることを特徴とするものであり、また前記の第一層のめ
っき層中にFeを0.5〜25重量%含有することを特
徴とする塗装後針食性に優れた表面処理鋼板であり、ま
た前記第一層のめっき層が溶融塩電気めっき層であるこ
とを特徴とする塗装後針食性に優れた表面処理鋼板であ
る。
*Fiは、鋼板の少なくとも片面に、第一層としてMg
を1〜35重量%含有し、残部が実質的にZnと不可避
的不純物からなるめっき層を】O〜60g/rri有し
、この上に第二層としてFeを5重量%以上含有するZ
n −Feめっき層を0.01〜20 g /n(有す
ることを特徴とするものであり、また前記の第一層のめ
っき層中にFeを0.5〜25重量%含有することを特
徴とする塗装後針食性に優れた表面処理鋼板であり、ま
た前記第一層のめっき層が溶融塩電気めっき層であるこ
とを特徴とする塗装後針食性に優れた表面処理鋼板であ
る。
〈作用〉
本発明者らは、塗装後針食性に優れた表面処理鋼板を開
発するため種々検討した結果、第一層にMgを1〜35
重量%含有し残部が実質的にZnと不可避的不純物から
なるめっき層を10〜60g/m2有し、この上に第二
層としてPを0.0003〜15重量%含有するFe−
Pめっき層を0.01〜20 g / of有する表面
処理鋼板、または第二層としてFeを5重量%以上含有
するZn −Feめっき層を0.01〜20g/rd有
する表面処理鋼板が最も優れていることを見いだした。
発するため種々検討した結果、第一層にMgを1〜35
重量%含有し残部が実質的にZnと不可避的不純物から
なるめっき層を10〜60g/m2有し、この上に第二
層としてPを0.0003〜15重量%含有するFe−
Pめっき層を0.01〜20 g / of有する表面
処理鋼板、または第二層としてFeを5重量%以上含有
するZn −Feめっき層を0.01〜20g/rd有
する表面処理鋼板が最も優れていることを見いだした。
第一層のZn −Mg合金めっきが鋼板に対し優れた防
錆力を発揮するためには合金中のMg含有量が一定量以
上必要であることから、Mg含有量を多くできるめっき
方法が重要である。そこで種々検討した結果、熔融塩を
用いた電気めっきが最も適していることを見出した8通
常の水溶液を使う電気めっきではMgとZnの単極電位
が違い過ぎることとMgの単極電位が大きく卑であるた
めに、合金中には極く微量しかMgは含有されない。こ
れに対し溶融塩を用いる電気めっきではこのようなこと
はなく、浴中のKgイオン量に応して合金中に−が含有
される。また熔融塩浴では高い電流密度でめっきできる
ので高い生産性も期待できる。Zn −Mg合金めっき
が優れた耐食性を示す理由は明確ではないが、Mgは腐
蝕環境下において生しる種々のZn腐蝕生生皮のうち腐
蝕抑制効果の無いZnOを抑制し、腐蝕抑制効果のある
Zn (011) 2 、ZnC0*等を安定化させる
ためと考えられる。
錆力を発揮するためには合金中のMg含有量が一定量以
上必要であることから、Mg含有量を多くできるめっき
方法が重要である。そこで種々検討した結果、熔融塩を
用いた電気めっきが最も適していることを見出した8通
常の水溶液を使う電気めっきではMgとZnの単極電位
が違い過ぎることとMgの単極電位が大きく卑であるた
めに、合金中には極く微量しかMgは含有されない。こ
れに対し溶融塩を用いる電気めっきではこのようなこと
はなく、浴中のKgイオン量に応して合金中に−が含有
される。また熔融塩浴では高い電流密度でめっきできる
ので高い生産性も期待できる。Zn −Mg合金めっき
が優れた耐食性を示す理由は明確ではないが、Mgは腐
蝕環境下において生しる種々のZn腐蝕生生皮のうち腐
蝕抑制効果の無いZnOを抑制し、腐蝕抑制効果のある
Zn (011) 2 、ZnC0*等を安定化させる
ためと考えられる。
本発明では第一層のめっき層中のMg含有率は1〜35
重量%、より好ましくは5〜35重量%である。
重量%、より好ましくは5〜35重量%である。
Mg含有率が1%未満であると耐食性の向上が不十分で
あり通常のZnめっき程度の耐食性しか得られないが、
1%以上では良好な耐食性となる。Mg含有率が35%
を超えると、耐食性向上効果が飽和してしまい、過剰な
Mgの使用は不経済であるばかりでなくめっき層が葺危
くなってJ加工などによってめっき層に割れが入りやす
くなり、かえって耐食性が損なわれることになり好まし
くない。
あり通常のZnめっき程度の耐食性しか得られないが、
1%以上では良好な耐食性となる。Mg含有率が35%
を超えると、耐食性向上効果が飽和してしまい、過剰な
Mgの使用は不経済であるばかりでなくめっき層が葺危
くなってJ加工などによってめっき層に割れが入りやす
くなり、かえって耐食性が損なわれることになり好まし
くない。
本発明では、第一層のめっき層中にFeが含有されると
、めっき層と鋼板の密着性が向上するため好ましい。F
eの含有量は0.5〜25重量%の範囲が好ましい。F
e含有量が0.5重量%未満では密着性向上効果が不十
分であり、Fe含有率が25重量%を超えると、脆(な
って密着性が劣化するようになるので好ましくない。
、めっき層と鋼板の密着性が向上するため好ましい。F
eの含有量は0.5〜25重量%の範囲が好ましい。F
e含有量が0.5重量%未満では密着性向上効果が不十
分であり、Fe含有率が25重量%を超えると、脆(な
って密着性が劣化するようになるので好ましくない。
本発明鋼板の第一層のめっき層の範囲は10〜60g/
nrである。めっき量が10g/rrf未満であると耐
食性が不十分である。めっき量は多いほど耐食性は良好
であるが60g/rrfを超えると、耐食性能に対しコ
ストが過剰にかかり不経済であるばかりでなく溶接性、
加工性等が模なわれるので望ましくない。
nrである。めっき量が10g/rrf未満であると耐
食性が不十分である。めっき量は多いほど耐食性は良好
であるが60g/rrfを超えると、耐食性能に対しコ
ストが過剰にかかり不経済であるばかりでなく溶接性、
加工性等が模なわれるので望ましくない。
第一層のZn −Mg合金めっきを施すには、Mg含有
量の制御が容易な溶融塩電気めっき法が最も適している
。溶融塩としてはフッ化物や硝酸塩を用いた浴もあるが
、比較的低温でめっきできかつ爆発や腐蝕の危険性の少
ない塩化物浴が最も好ましい。
量の制御が容易な溶融塩電気めっき法が最も適している
。溶融塩としてはフッ化物や硝酸塩を用いた浴もあるが
、比較的低温でめっきできかつ爆発や腐蝕の危険性の少
ない塩化物浴が最も好ましい。
本発明では、優れた塗装後耐食性を得るために第二層と
してFe−Pめっき層またはZn−Feめっき層を施す
、自動車用鋼板として用いる場合、通常、リン酸塩化成
処理、カチオン電着塗装、中塗り、上塗りの工程で塗装
される。第一層のZn−Mg合金めっき層単独ではこの
ような塗装をした後の耐食性が不十分であり、本発明者
らが鋭意検討した結果、第一層のZn−Mgめっき層の
上に第二層としてFe−Pめっき層またはZn −Fe
めっき層を設4−Jることにより塗装後耐食性が向上す
ることを見いだした。
してFe−Pめっき層またはZn−Feめっき層を施す
、自動車用鋼板として用いる場合、通常、リン酸塩化成
処理、カチオン電着塗装、中塗り、上塗りの工程で塗装
される。第一層のZn−Mg合金めっき層単独ではこの
ような塗装をした後の耐食性が不十分であり、本発明者
らが鋭意検討した結果、第一層のZn−Mgめっき層の
上に第二層としてFe−Pめっき層またはZn −Fe
めっき層を設4−Jることにより塗装後耐食性が向上す
ることを見いだした。
第二層としてFe−Pめっき層を用いる場合、Fe−p
めっき層中のP含有率量は0.0003〜15重量%で
ある。Pの含有量が0.0003重量%未満では表面に
形成される酸化膜が安定なため、リン酸塩化成処理の初
期反応が遅れるとともに結晶が粗くなり好ましくない。
めっき層中のP含有率量は0.0003〜15重量%で
ある。Pの含有量が0.0003重量%未満では表面に
形成される酸化膜が安定なため、リン酸塩化成処理の初
期反応が遅れるとともに結晶が粗くなり好ましくない。
P含有率が15重量%を超えると電流効率が低下して実
ラインにおける操業コストが高くなり、また浴中のP添
加量の増加も経済的にみて不利である。本発明のFe−
Pめっきの付着量は0.01〜20g/m2必要である
。付着量が0.01 g /ボ未満であると鋼板表面を
Fe−Pめっきで均一に被覆することができないので塗
装後耐食性向上の効果が十分でなく、20g/rrfを
超えると裸耐食性が悪くなる。
ラインにおける操業コストが高くなり、また浴中のP添
加量の増加も経済的にみて不利である。本発明のFe−
Pめっきの付着量は0.01〜20g/m2必要である
。付着量が0.01 g /ボ未満であると鋼板表面を
Fe−Pめっきで均一に被覆することができないので塗
装後耐食性向上の効果が十分でなく、20g/rrfを
超えると裸耐食性が悪くなる。
第二層としてZn −Feめっき層を用いる場合、Zn
−Feめっき層中のFe含有率は5重量%以上である。
−Feめっき層中のFe含有率は5重量%以上である。
Fe含有率が5重量%未満であると、リン酸塩化成処理
の結晶が粗くなりすぎ被覆率が低下するため塗装後耐食
性が不十分である。本発明のZn−Feめっきの付着量
は0.01〜20g/n(必要である。付着量が0.0
1 g /rrf未満であると鋼板表面をZn −Fe
めっきで均一に被覆することができないので塗装性向上
の効果が十分でなく、20g/m2を超えると裸耐食性
が悪くなる。
の結晶が粗くなりすぎ被覆率が低下するため塗装後耐食
性が不十分である。本発明のZn−Feめっきの付着量
は0.01〜20g/n(必要である。付着量が0.0
1 g /rrf未満であると鋼板表面をZn −Fe
めっきで均一に被覆することができないので塗装性向上
の効果が十分でなく、20g/m2を超えると裸耐食性
が悪くなる。
第二層のFe−Pめっき層、Zn−Feめっき層を形成
する方法は特に限定されないが、通常の電気めっきによ
る方法が第一層のZn −Mg合金めっき層の性質に影
響を与えない点や、経済的な面から最も好ましい。
する方法は特に限定されないが、通常の電気めっきによ
る方法が第一層のZn −Mg合金めっき層の性質に影
響を与えない点や、経済的な面から最も好ましい。
〈実施例〉
次に、本発明の実施例および比較例について説明する。
冷延鋼板を通常の脱脂、酸洗したのち非酸化性雰囲気中
で乾燥し、めっき温度まで余熱し直ちに下記溶融塩Zn
−Mgめっき浴で第一層のZn−Mg合金めっきを行な
った。
で乾燥し、めっき温度まで余熱し直ちに下記溶融塩Zn
−Mgめっき浴で第一層のZn−Mg合金めっきを行な
った。
Zn −Mgめっき浴:
浴組成
ZnCl 2 50〜70no 1%MgCl t
O,1〜30mo 1%NaCl 1
5〜30no 1%にC15〜20mo e% LiCI O〜10mo 乏%(モル比を変化
させてMg含有率を コントロールした) 引続き、下記条件によるFe−PめっきまたはZnFe
めっきを行ないこれを第二層とした。
O,1〜30mo 1%NaCl 1
5〜30no 1%にC15〜20mo e% LiCI O〜10mo 乏%(モル比を変化
させてMg含有率を コントロールした) 引続き、下記条件によるFe−PめっきまたはZnFe
めっきを行ないこれを第二層とした。
Fe−Pめっき浴:
浴&ll或
FeC1!
Ce
クエン酸
Na1lzPOz
pH3,0
150g/j!
200 g / 1
1Og/1
0.001〜10g/l
浴温 50°C
電流密度 10〜150A/ dボ
(浴中のNaH1POz濃度と電流密度を変化させてP
含有率をコントロールし た) Zn−Feめっき浴: 浴組成 Zn5O−・7 Hzo 50〜500g / j
!FeSO4−6H2050〜500g/1NazSO
* 50 g / 1ICII+CO
ONa 20 g / ipl+
3.0 浴温 50”C 電流密度 10〜10〇八/dボ (浴中のZn”、Fe” ’濃度と電流密度を変化させ
てFe含有率をコントロール した。) 塗装後耐食性試験: 化成処理(日本バーカライジング、パ ルボンド3020)、カチオン電着塗 装(日本ペイント、U−600)を施 した試料にクロスカットを入れ、5S T90日1麦のフ゛リスク 01m未満 02IIIff1未満 △ 3III11未満 × 3W1以上 幅で評価した。
含有率をコントロールし た) Zn−Feめっき浴: 浴組成 Zn5O−・7 Hzo 50〜500g / j
!FeSO4−6H2050〜500g/1NazSO
* 50 g / 1ICII+CO
ONa 20 g / ipl+
3.0 浴温 50”C 電流密度 10〜10〇八/dボ (浴中のZn”、Fe” ’濃度と電流密度を変化させ
てFe含有率をコントロール した。) 塗装後耐食性試験: 化成処理(日本バーカライジング、パ ルボンド3020)、カチオン電着塗 装(日本ペイント、U−600)を施 した試料にクロスカットを入れ、5S T90日1麦のフ゛リスク 01m未満 02IIIff1未満 △ 3III11未満 × 3W1以上 幅で評価した。
表1から明らかなように、本発明の表面処理鋼板は優れ
た塗装後耐食性を示す。
た塗装後耐食性を示す。
〈発明の効果〉
以上説明したように、本発明は、第一層のZnn金合金
っき層と第二層のFe−Pめっき層またはZn −Fe
めっき層を複合することにより優れた塗装後耐食性をも
つ表面処理鋼板を製造できることに成功したもので、そ
の工業的価値は非常に高いものである。
っき層と第二層のFe−Pめっき層またはZn −Fe
めっき層を複合することにより優れた塗装後耐食性をも
つ表面処理鋼板を製造できることに成功したもので、そ
の工業的価値は非常に高いものである。
Claims (6)
- (1)鋼板の少なくとも片面に、第一層としてMgを1
〜35重量%含有し、残部が実質的にZnと不可避的不
純物からなるめっき層を10〜60g/m^2有し、こ
の上に第二層としてPを0.0003〜15重量%含有
するFe−Pめっき層を0.01〜20g/m^2有す
ることを特徴とする塗装後耐食性に優れた表面処理鋼板
。 - (2)第一層のめっき層中にFeを0.5〜25重量%
含有することを特徴とする請求項1記載の塗装後耐食性
に優れた表面処理鋼板。 - (3)第一層のめっき層が溶融塩電気めっき層であるこ
とを特徴とする請求項1または2記載の塗装後耐食性に
優れた表面処理鋼板。 - (4)鋼板の少なくとも片面に、第一層としてMgを1
〜35重量%含有し、残部が実質的にZnと不可避的不
純物からなるめっき層を10〜60g/m^2有し、こ
の上に第二層としてFeを5重量%以上含有するZn−
Feめっき層を0.01〜20g/m^2有することを
特徴とする塗装後耐食性に優れた表面処理鋼板。 - (5)第一層のめっき層中にFeを0.5〜25重量%
含有することを特徴とする請求項4記載の塗装後耐食性
に優れた表面処理鋼板。 - (6)第一層のめっき層が溶融塩電気めっき層であるこ
とを特徴とする請求項4または5記載の塗装後耐食性に
優れた表面処理鋼板。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2525590A JPH03253593A (ja) | 1990-02-06 | 1990-02-06 | 塗装後耐食性に優れた表面処理鋼板 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2525590A JPH03253593A (ja) | 1990-02-06 | 1990-02-06 | 塗装後耐食性に優れた表面処理鋼板 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03253593A true JPH03253593A (ja) | 1991-11-12 |
Family
ID=12160905
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2525590A Pending JPH03253593A (ja) | 1990-02-06 | 1990-02-06 | 塗装後耐食性に優れた表面処理鋼板 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03253593A (ja) |
-
1990
- 1990-02-06 JP JP2525590A patent/JPH03253593A/ja active Pending
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