JPH07164053A - 軌条の曲がり矯正方法及び冷却装置 - Google Patents
軌条の曲がり矯正方法及び冷却装置Info
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- JPH07164053A JPH07164053A JP31382893A JP31382893A JPH07164053A JP H07164053 A JPH07164053 A JP H07164053A JP 31382893 A JP31382893 A JP 31382893A JP 31382893 A JP31382893 A JP 31382893A JP H07164053 A JPH07164053 A JP H07164053A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 軌条の製造に際して、端部の曲がりをローラ
ー矯正機の対ローラの追加のような機械設備の増設によ
らず、また、複雑な制御を必要とせずに、曲がりを規格
値内に収めることができる矯正手段の提供。 【構成】 圧延後に熱処理された軌条をローラー矯正機
を通過せしめて軌条の曲がりを矯正する方法において、
熱処理過程において圧延後の軌条の足裏部の高温側を基
材の変態が発生しない程度の冷却速度で冷却して軌条の
曲がり発生原である横向き軌条の足裏面の温度差をなく
したのち、ローラー矯正機で矯正する。横向きで圧延、
切断される軌条に必然的に発生する軌条足部の上側と下
側の温度差に起因し、この温度差を矯正機による矯正前
になくすことによって相当に軽減できる。
ー矯正機の対ローラの追加のような機械設備の増設によ
らず、また、複雑な制御を必要とせずに、曲がりを規格
値内に収めることができる矯正手段の提供。 【構成】 圧延後に熱処理された軌条をローラー矯正機
を通過せしめて軌条の曲がりを矯正する方法において、
熱処理過程において圧延後の軌条の足裏部の高温側を基
材の変態が発生しない程度の冷却速度で冷却して軌条の
曲がり発生原である横向き軌条の足裏面の温度差をなく
したのち、ローラー矯正機で矯正する。横向きで圧延、
切断される軌条に必然的に発生する軌条足部の上側と下
側の温度差に起因し、この温度差を矯正機による矯正前
になくすことによって相当に軽減できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、軌条の製造に際しての
曲がり矯正に関する。
曲がり矯正に関する。
【０００２】
【従来の技術】軌条は、通常、図５に示す工程図のよう
に、鋼片を加熱炉１で加熱した鋼片を、粗圧延機２およ
び仕上圧延機３で所定の形状に圧延し、切断機４で所要
の長さに切断した後、熱処理装置５で熱処理し、さら
に、搬送テーブルでローラー矯正機６を通過させて曲が
りを矯正し、疵形状および寸法の検査工程７を経て、最
終製品として出荷される。
に、鋼片を加熱炉１で加熱した鋼片を、粗圧延機２およ
び仕上圧延機３で所定の形状に圧延し、切断機４で所要
の長さに切断した後、熱処理装置５で熱処理し、さら
に、搬送テーブルでローラー矯正機６を通過させて曲が
りを矯正し、疵形状および寸法の検査工程７を経て、最
終製品として出荷される。
【０００３】図６に示すように、上記切断後の軌条Ｒ
は、頭部Ｈと足裏Ｆが横向きになった横位置の状態で熱
処理され、この過程で曲がりを生じる。
は、頭部Ｈと足裏Ｆが横向きになった横位置の状態で熱
処理され、この過程で曲がりを生じる。
【０００４】発生した曲がりは、その長さ方向の中央部
分は、ローラー矯正機を通過させることで十分に規格値
内に収めることができる。しかしながら、切断後軌条の
両端部は、ローラー矯正機後も前記規格値を超えること
が多い。
分は、ローラー矯正機を通過させることで十分に規格値
内に収めることができる。しかしながら、切断後軌条の
両端部は、ローラー矯正機後も前記規格値を超えること
が多い。
【０００５】従来、かかるローラー矯正後の端部の曲が
りは、前記の図５に示すように、ローラ矯正機による矯
正後、プレス８による再矯正を行っているが、この再矯
正のために余計な手間を要することになる。
りは、前記の図５に示すように、ローラ矯正機による矯
正後、プレス８による再矯正を行っているが、この再矯
正のために余計な手間を要することになる。
【０００６】この対策として、ローラー矯正機のライン
方向に所定の間隔で配置されている多数のロール対の間
隔を狭し、且つ、先端部まで配置することによって、そ
の矯正度合いを高めることも考えられるが、この間隔を
狭くすることには設備上制限があり、結局、屈曲点が短
い端部の曲がりは矯正できず、先後端部分はフリーとな
って曲がりがそのまま残存してしまうという欠点があ
る。
方向に所定の間隔で配置されている多数のロール対の間
隔を狭し、且つ、先端部まで配置することによって、そ
の矯正度合いを高めることも考えられるが、この間隔を
狭くすることには設備上制限があり、結局、屈曲点が短
い端部の曲がりは矯正できず、先後端部分はフリーとな
って曲がりがそのまま残存してしまうという欠点があ
る。
【０００７】また、特公昭５９−２７２４５号公報に
は、熱処理後、ローラー矯正機による矯正作業前に、軌
条の曲がり量を検出して、曲がり量に応じたローラー圧
下量を負荷する曲がり制御方法が提案されている。
は、熱処理後、ローラー矯正機による矯正作業前に、軌
条の曲がり量を検出して、曲がり量に応じたローラー圧
下量を負荷する曲がり制御方法が提案されている。
【０００８】しかし、通常の軌条の曲がり、ローラー矯
正機の圧下力の調整は、同一ロッドサイズでは一定とな
っており、その矯正には限界があり、さらには、制御系
を組み込むことにより設備が複雑になるという欠点があ
る。
正機の圧下力の調整は、同一ロッドサイズでは一定とな
っており、その矯正には限界があり、さらには、制御系
を組み込むことにより設備が複雑になるという欠点があ
る。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、この
ような軌条の端部の曲がりをローラー矯正機の対ローラ
の追加のような機械設備の増設によらず、また、複雑な
制御を必要とせずに、曲がりを規格値内に収めることが
できる矯正手段を提供することにある。
ような軌条の端部の曲がりをローラー矯正機の対ローラ
の追加のような機械設備の増設によらず、また、複雑な
制御を必要とせずに、曲がりを規格値内に収めることが
できる矯正手段を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、軌条の曲がり
は、横向きで圧延、切断される軌条に必然的に発生する
軌条足部の上側と下側の温度差に起因し、この温度差を
矯正機による矯正前になくすことによって相当に軽減で
きるという考察の下で完成したもので、圧延後に熱処理
された軌条をローラー矯正機を通過せしめて軌条の曲が
りを矯正する方法において、熱処理過程において圧延後
の軌条の足裏部の高温側を基材の変態が発生しない程度
の冷却速度で冷却して軌条の曲がり発生原である横向き
軌条の足裏面の温度差をなくしたのち、ローラー矯正機
で矯正することを特徴とする。
は、横向きで圧延、切断される軌条に必然的に発生する
軌条足部の上側と下側の温度差に起因し、この温度差を
矯正機による矯正前になくすことによって相当に軽減で
きるという考察の下で完成したもので、圧延後に熱処理
された軌条をローラー矯正機を通過せしめて軌条の曲が
りを矯正する方法において、熱処理過程において圧延後
の軌条の足裏部の高温側を基材の変態が発生しない程度
の冷却速度で冷却して軌条の曲がり発生原である横向き
軌条の足裏面の温度差をなくしたのち、ローラー矯正機
で矯正することを特徴とする。
【００１１】足裏部の高温側の冷却に際しては、熱処理
装置で前記軌条の足裏の長さ方向の最先端および最後端
部分を２ｍ以内を、固定された軌条とこの軌条直下に位
置する冷却媒体を噴射する冷却装置によって冷却する手
段が採用できる。
装置で前記軌条の足裏の長さ方向の最先端および最後端
部分を２ｍ以内を、固定された軌条とこの軌条直下に位
置する冷却媒体を噴射する冷却装置によって冷却する手
段が採用できる。
【００１２】そして、この冷却装置には、噴出する冷却
媒体が足部の高温側に偏流できるような冷却媒体の流れ
の向きを変える手段を設けることができ、さらに、かか
る手段としてダンパーを設けることができる。
媒体が足部の高温側に偏流できるような冷却媒体の流れ
の向きを変える手段を設けることができ、さらに、かか
る手段としてダンパーを設けることができる。
【００１３】
【作用】前記の図６に示すように、圧延後の軌条Ｒは、
足裏面Ｆが垂直になった横向きとなっており、軌条足部
は、圧延時の冷却水の影響で上側Ｂは下側Ａに比べ温度
が低くなる。この温度差によって、軌条の足裏には、自
然冷却時には引張りの熱応力が働く。その引張りの熱応
力は、一旦、足裏高温側に働いた後に、足裏低温側に働
くことによって軌条に曲がりを発生せしめる。
足裏面Ｆが垂直になった横向きとなっており、軌条足部
は、圧延時の冷却水の影響で上側Ｂは下側Ａに比べ温度
が低くなる。この温度差によって、軌条の足裏には、自
然冷却時には引張りの熱応力が働く。その引張りの熱応
力は、一旦、足裏高温側に働いた後に、足裏低温側に働
くことによって軌条に曲がりを発生せしめる。
【００１４】図７は、この熱処理時の図５に示す横向き
の軌条の足裏面の上下Ｂ，Ａの温度差による引張りの熱
応力の時間の経過に伴う変化を示す。同図の上半分に示
すように、変態温度以上に加熱状態にある軌条の足裏の
上下の高温側Ａと低温側Ｂの温度変化にはずれが発生
し、まず、低温側Ｂに熱応力が発生し、次いで、変態点
通過時に高温側Ａに引張り熱応力が作用し、さらに、全
体の温度低下と共に低温側Ｂに引張り熱応力が作用し、
最終的にこの引張り熱応力が残留し、同図に示すよう
に、軌条Ｒは足裏の低温側Ｂに湾曲した曲がりが発生す
る。
の軌条の足裏面の上下Ｂ，Ａの温度差による引張りの熱
応力の時間の経過に伴う変化を示す。同図の上半分に示
すように、変態温度以上に加熱状態にある軌条の足裏の
上下の高温側Ａと低温側Ｂの温度変化にはずれが発生
し、まず、低温側Ｂに熱応力が発生し、次いで、変態点
通過時に高温側Ａに引張り熱応力が作用し、さらに、全
体の温度低下と共に低温側Ｂに引張り熱応力が作用し、
最終的にこの引張り熱応力が残留し、同図に示すよう
に、軌条Ｒは足裏の低温側Ｂに湾曲した曲がりが発生す
る。
【００１５】本発明は、上記図７に示す高温側Ａ、低温
側Ｂ、それぞれの冷却曲線において高温側Ａを低温側Ｂ
の冷却速度よりも早くすることによって、低温側Ｂの引
張り残留応力を低減させるものである。
側Ｂ、それぞれの冷却曲線において高温側Ａを低温側Ｂ
の冷却速度よりも早くすることによって、低温側Ｂの引
張り残留応力を低減させるものである。
【００１６】図１は、本発明に基づくバランス冷却を実
施した場合の温度履歴と熱応力の発生状態を示す図であ
る。
施した場合の温度履歴と熱応力の発生状態を示す図であ
る。
【００１７】同図の上部の実線で示すように、高温側Ａ
の端部を強制冷却して低温側Ｂよりも早い冷却速度で冷
却することによって、高温側に収縮の熱応力を働らかし
めて、低温側の引張の熱応力とバランスさせることによ
って、ローラー矯正機に入る前の軌条の温度差起因によ
る左右曲がりを修正することができる。
の端部を強制冷却して低温側Ｂよりも早い冷却速度で冷
却することによって、高温側に収縮の熱応力を働らかし
めて、低温側の引張の熱応力とバランスさせることによ
って、ローラー矯正機に入る前の軌条の温度差起因によ
る左右曲がりを修正することができる。
【００１８】図２は、この高温側Ａの強制冷却による曲
がり矯正の態様を示す。
がり矯正の態様を示す。
【００１９】同図において、（ａ）は端部の高温側Ａを
強制冷却している足裏冷却状態であり、この段階では
（ｂ）に示すように、足裏高温側Ａに引張りの熱応力が
働く。その後は（ｃ）に示すように足裏低温側Ｂに引張
りの熱応力が働く。この高温側Ａを、図７に示すように
強制冷却しない場合は、（ｄ）のように足裏低温側に引
張りの熱応力が働き左右曲がりとなるが、足裏高温側
を、図１に示すように冷却すると、（ｃ）の時点で足裏
高温側に収縮の熱応力が働き低温側の引張の熱応力とバ
ランスされて（ｅ）のようになり、ローラー矯正機に入
る前の軌条の温度の左右曲がりが修正される。
強制冷却している足裏冷却状態であり、この段階では
（ｂ）に示すように、足裏高温側Ａに引張りの熱応力が
働く。その後は（ｃ）に示すように足裏低温側Ｂに引張
りの熱応力が働く。この高温側Ａを、図７に示すように
強制冷却しない場合は、（ｄ）のように足裏低温側に引
張りの熱応力が働き左右曲がりとなるが、足裏高温側
を、図１に示すように冷却すると、（ｃ）の時点で足裏
高温側に収縮の熱応力が働き低温側の引張の熱応力とバ
ランスされて（ｅ）のようになり、ローラー矯正機に入
る前の軌条の温度の左右曲がりが修正される。
【００２０】
【実施例】図３は、図５に示す工程図の剪断機４によっ
て、圧延後の長尺軌条鋼片を２５ｍ長さに複数本に切断
したのち、軌条頭部の強制冷却による焼入れのための熱
処理装置５に本発明を実施するための冷却媒体噴射冷却
装置１０を配置した例を示す。
て、圧延後の長尺軌条鋼片を２５ｍ長さに複数本に切断
したのち、軌条頭部の強制冷却による焼入れのための熱
処理装置５に本発明を実施するための冷却媒体噴射冷却
装置１０を配置した例を示す。
【００２１】同図において、切断軌条Ｒは、軌条頭部Ｈ
上と足裏面Ｆが下に位置した正立状態に配置され、それ
ぞれの切断軌条は、静止した状態で一斉に熱処理され
る。
上と足裏面Ｆが下に位置した正立状態に配置され、それ
ぞれの切断軌条は、静止した状態で一斉に熱処理され
る。
【００２２】熱処理装置５には、軌条の頭部Ｈを取り囲
む状態で、頭部の焼入れのための強制冷却ノズル９が、
頭部の上面と、両側面との３面に配置されている。１０
は、軌条の足裏の温度差をなくすために軌条の足裏に面
して設けた冷却媒体噴射装置を示し、軌条の長さ方向の
両端部の２ｍ以内の冷却に作用するように配置されてい
る。同冷却媒体噴射装置１０には、空気のような冷却媒
体の流速を調整するために先端の断面を狭くしたボック
ス１１と、冷却媒体を噴出するための複数のスリット又
は穴１２が形成されている。１３は、スリット又は穴１
２から噴出された冷却媒体の流れＣの向きを変えるため
にスリットの前面に設けられた可動ダンパーを示し、こ
の可動ダンパー１３は、流体シリンダー１４の作働によ
って回動軸１５を中心として回動できる構造になってい
る。
む状態で、頭部の焼入れのための強制冷却ノズル９が、
頭部の上面と、両側面との３面に配置されている。１０
は、軌条の足裏の温度差をなくすために軌条の足裏に面
して設けた冷却媒体噴射装置を示し、軌条の長さ方向の
両端部の２ｍ以内の冷却に作用するように配置されてい
る。同冷却媒体噴射装置１０には、空気のような冷却媒
体の流速を調整するために先端の断面を狭くしたボック
ス１１と、冷却媒体を噴出するための複数のスリット又
は穴１２が形成されている。１３は、スリット又は穴１
２から噴出された冷却媒体の流れＣの向きを変えるため
にスリットの前面に設けられた可動ダンパーを示し、こ
の可動ダンパー１３は、流体シリンダー１４の作働によ
って回動軸１５を中心として回動できる構造になってい
る。
【００２３】この装置を用いての冷却媒体の噴射に際し
ては、軌条足裏部の熱膨張および冷却後の足裏面Ｆの下
方側の高温部Ａと上方側の低温部Ｂの熱応力を考慮した
冷却条件を選定する。冷却媒体として室温の圧力空気を
用いたとき、ノズルと軌条との面間距離を５０ｍｍに設
定し、冷却開始時の足裏面Ｆの高温側Ａ端部と低温側Ｂ
端部の温度は、それぞれ６３０℃と６００℃で、その温
度差は、３０℃の時点で、頭部Ｈの焼入れと共に、冷却
媒体噴射装置１０から、１ｍ2 １時間当たり６０ｍ3 ／
Ｈ、１５０〜２００秒間、室温の圧力空気を噴射したと
ころ、足裏面Ｆの高温部Ａの端部と低温部Ｂの端部の温
度は、それぞれ５１０℃と５０５℃で、その温度差は、
５℃となった。この熱バランスが採れた状態で、通常の
対ロールを配置した矯正機による矯正を行った。
ては、軌条足裏部の熱膨張および冷却後の足裏面Ｆの下
方側の高温部Ａと上方側の低温部Ｂの熱応力を考慮した
冷却条件を選定する。冷却媒体として室温の圧力空気を
用いたとき、ノズルと軌条との面間距離を５０ｍｍに設
定し、冷却開始時の足裏面Ｆの高温側Ａ端部と低温側Ｂ
端部の温度は、それぞれ６３０℃と６００℃で、その温
度差は、３０℃の時点で、頭部Ｈの焼入れと共に、冷却
媒体噴射装置１０から、１ｍ2 １時間当たり６０ｍ3 ／
Ｈ、１５０〜２００秒間、室温の圧力空気を噴射したと
ころ、足裏面Ｆの高温部Ａの端部と低温部Ｂの端部の温
度は、それぞれ５１０℃と５０５℃で、その温度差は、
５℃となった。この熱バランスが採れた状態で、通常の
対ロールを配置した矯正機による矯正を行った。
【００２４】なお、熱処理装置にこれら切断された軌条
の長さ方向の中央部は、ローラー矯正機を通過させるこ
とで、十分に規格値内に収めることができた。
の長さ方向の中央部は、ローラー矯正機を通過させるこ
とで、十分に規格値内に収めることができた。
【００２５】図４は、その効果を示すもので、同図の右
側に、このような冷却条件で冷却した場合のローラー矯
正機による矯正後の左右曲がり状態を示すもので、その
曲がりは、規格値内に収まっている。これによって、プ
レス矯正機等の付加的な工程を必要としないので、大幅
なコスト削減が行える。
側に、このような冷却条件で冷却した場合のローラー矯
正機による矯正後の左右曲がり状態を示すもので、その
曲がりは、規格値内に収まっている。これによって、プ
レス矯正機等の付加的な工程を必要としないので、大幅
なコスト削減が行える。
【００２６】これに対して、同図の左側に、従来例とし
て、この足部を高温側Ａと低温側Ｂを均等に冷却し、熱
バランスのための冷却処理を行わない場合の同様の矯正
を行ったのちの軌条曲がりを示すもので、相当数が規定
量を上回る曲がりが発生し、プレスによる再矯正が必要
であった。
て、この足部を高温側Ａと低温側Ｂを均等に冷却し、熱
バランスのための冷却処理を行わない場合の同様の矯正
を行ったのちの軌条曲がりを示すもので、相当数が規定
量を上回る曲がりが発生し、プレスによる再矯正が必要
であった。
【００２７】バランス冷却を適用する場合においても適
正な冷却を実施する必要があることを示している。
正な冷却を実施する必要があることを示している。
【００２８】これらの準備段階を経て、通常のローラー
矯正機を通過させ、軌条の曲がりを規格値内に収めるも
のである。
矯正機を通過させ、軌条の曲がりを規格値内に収めるも
のである。
【００２９】
【発明の効果】本発明により、以下の効果を奏する。
【００３０】（１） 通常の軌条の加工工程を変更する
ことなく、また、格別の制御手段を要することなく、軌
条の曲がりを低減することができる。
ことなく、また、格別の制御手段を要することなく、軌
条の曲がりを低減することができる。
【００３１】（２） 曲がり矯正機による加工前に、軌
条の曲がり発生量は低減されているので矯正機の規模を
低減できる。
条の曲がり発生量は低減されているので矯正機の規模を
低減できる。
【００３２】（３） 矯正後の軌条の曲がり量を規定内
に収めることができるので、再矯正のための設備が不要
となる。
に収めることができるので、再矯正のための設備が不要
となる。
【図１】 本発明に基づくバランス冷却を実施した場合
の温度履歴と熱応力の発生状態を示す。
の温度履歴と熱応力の発生状態を示す。
【図２】 軌条の足裏の冷却状態の曲がり発生状態を示
す。
す。
【図３】 本発明を実施するための冷却媒体噴射冷却装
置を示す。
置を示す。
【図４】 本発明による効果を従来と比較して示す。
【図５】 軌条の製造工程を示す。
【図６】 熱処理過程における軌条の姿勢の説明図であ
る。
る。
【図７】 従来の軌条足裏面の冷却状態と熱応力の発生
状態を示す。
状態を示す。
Ｒ 軌条 Ｈ 軌条頭部 Ｆ 軌条足裏面 Ａ 足裏面高温側 Ｂ 足裏面低温側 Ｃ 冷却流体 １ 加熱炉 ２ 粗圧延機 ３ 仕上圧延機 ４ 切断機 ５ 熱処理装置 ６ ローラー矯正機 ７ 寸法検査工程 ８ 再強制プレス ９ 焼入れ用強制冷却ノズル １０ 冷却媒体噴射装
置 １１ ボックス １２ スリット １３ 可動ダンパー １４ 流体シリンダー １５ 回動軸
置 １１ ボックス １２ スリット １３ 可動ダンパー １４ 流体シリンダー １５ 回動軸
Claims (4)
- 【請求項１】 仕上げ圧延後の軌条をローラ矯正機を通
過させて軌条の曲がりを矯正する軌条の曲がり矯正方法
において、 仕上げ圧延後の軌条足裏部の高温側の長さ方向の端部を
冷却しつつ熱処理したのち、ローラー矯正機を通過させ
る軌条の曲がり矯正方法。 - 【請求項２】 仕上げ圧延機に連続して配置された熱処
理装置に、軌条の足裏部の高温部に冷却媒体を噴出する
冷却媒体噴射装置を設けた軌条の曲がり矯正冷却装置。 - 【請求項３】 仕上げ圧延機に連続して配置された熱処
理装置に、軌条の足裏部の高温部に冷却媒体を噴出する
冷却媒体噴射装置を設け、且つ、同冷却媒体噴射装置に
冷却媒体の噴射方向を変更する変更手段を設けた軌条の
曲がり矯正冷却装置。 - 【請求項４】 請求項３の記載において、冷却媒体の噴
射方向を変更する変更手段が変更手段がダンパーである
軌条の曲がり矯正冷却装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31382893A JPH07164053A (ja) | 1993-12-14 | 1993-12-14 | 軌条の曲がり矯正方法及び冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31382893A JPH07164053A (ja) | 1993-12-14 | 1993-12-14 | 軌条の曲がり矯正方法及び冷却装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07164053A true JPH07164053A (ja) | 1995-06-27 |
Family
ID=18046003
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31382893A Withdrawn JPH07164053A (ja) | 1993-12-14 | 1993-12-14 | 軌条の曲がり矯正方法及び冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07164053A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110293151A (zh) * | 2019-06-03 | 2019-10-01 | 西安飞机工业（集团）有限责任公司 | 一种钛合金滑轨类零件槽口变形的校形方法 |
-
1993
- 1993-12-14 JP JP31382893A patent/JPH07164053A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110293151A (zh) * | 2019-06-03 | 2019-10-01 | 西安飞机工业（集团）有限责任公司 | 一种钛合金滑轨类零件槽口变形的校形方法 |
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| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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