JPS61103637A - 金属材料の鍜錬方法 - Google Patents
金属材料の鍜錬方法Info
- Publication number
- JPS61103637A JPS61103637A JP22420384A JP22420384A JPS61103637A JP S61103637 A JPS61103637 A JP S61103637A JP 22420384 A JP22420384 A JP 22420384A JP 22420384 A JP22420384 A JP 22420384A JP S61103637 A JPS61103637 A JP S61103637A
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- Japan
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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]
本発明は、金属材料のfn錬方法に関する。
[従来の技術]
熱間鍛錬の主目的の一つは、金属が凝固する際に発生す
るザク性欠陥を閉鎖圧石することにある。近年、高品質
のtn;a製品が要求されるようになってきたため、例
えば鍛鋼材では特殊金属元素の含有【kが増加し、また
、より大形の製品が要求されるに伴なって鋼塊が大形化
している。そのた° め、ザク性欠陥が鋼塊の中心部は
もとより、鋼塊の断面内のより広範囲に存在し、鋼塊の
性状が悪化してさている。
るザク性欠陥を閉鎖圧石することにある。近年、高品質
のtn;a製品が要求されるようになってきたため、例
えば鍛鋼材では特殊金属元素の含有【kが増加し、また
、より大形の製品が要求されるに伴なって鋼塊が大形化
している。そのた° め、ザク性欠陥が鋼塊の中心部は
もとより、鋼塊の断面内のより広範囲に存在し、鋼塊の
性状が悪化してさている。
このようなザク性欠陥を鍛造で閉鎖圧着することを目的
として、上下の金敷幅の異なる平金敷で鍛錬する方法が
特公昭58−19373に示されている。この方法の特
徴は、従来のように上下対称の平金敷で鍛錬すると、金
敷幅が材料厚よりも小さい場合にザク性欠陥のある材料
中心部にいわゆるマンネスマン効果による引張応力を生
じてザク性欠陥の圧着に不利となるため、上下非対称の
金敷を用いてマンネスマン効果の現われる位置をザク性
欠陥のある材料中心部からずらそうとするものである。
として、上下の金敷幅の異なる平金敷で鍛錬する方法が
特公昭58−19373に示されている。この方法の特
徴は、従来のように上下対称の平金敷で鍛錬すると、金
敷幅が材料厚よりも小さい場合にザク性欠陥のある材料
中心部にいわゆるマンネスマン効果による引張応力を生
じてザク性欠陥の圧着に不利となるため、上下非対称の
金敷を用いてマンネスマン効果の現われる位置をザク性
欠陥のある材料中心部からずらそうとするものである。
[A 11が解決しようとする問題点]しかしながら、
上記従来の方法では、一方の金敷(例えば上金敷)の軸
方向長さが短いため、軸全長の圧下を終了するた°めの
圧下回数が増加し、他方の金敷(例えば下金りの軸方向
長さは長いため、材料は常に金敷と接して金敷への伝熱
による材料の温度低下が大きいという欠点がある。
上記従来の方法では、一方の金敷(例えば上金敷)の軸
方向長さが短いため、軸全長の圧下を終了するた°めの
圧下回数が増加し、他方の金敷(例えば下金りの軸方向
長さは長いため、材料は常に金敷と接して金敷への伝熱
による材料の温度低下が大きいという欠点がある。
また、上記従来の方法では、St錬による材料の変形が
木質的に非対称となるため、鍛造によって材料が曲り、
これを防ぐために鍛造工程中に材料を反転する作業が避
けられず、−変曲っだ材料を矯正するのは手間がかかり
、また完全に矯正しないと特に据込鍛造する場合に座屈
の原因になり。
木質的に非対称となるため、鍛造によって材料が曲り、
これを防ぐために鍛造工程中に材料を反転する作業が避
けられず、−変曲っだ材料を矯正するのは手間がかかり
、また完全に矯正しないと特に据込鍛造する場合に座屈
の原因になり。
軸材の場合には製品の偏心回転の原因になりやすい、こ
のように、従来の方法では鍛伸に時間がかかり、材料温
度の低下も大きいため、場合によっては途中で再加熱し
なければならない欠点がある。また、ザク性欠陥が材料
中心部だけでなく、材料断面内の広範囲にわたっている
場合には、任意の基準方向と、#基準方向から30度回
転した方向のみでの圧ドを繰返しても、常に圧下方向と
45度方向をなすX字状の同一領域のみが大きな塑性変
形を受け、他の領域は有効な塑性変形を受けないので、
鍛錬効果が少ない。
のように、従来の方法では鍛伸に時間がかかり、材料温
度の低下も大きいため、場合によっては途中で再加熱し
なければならない欠点がある。また、ザク性欠陥が材料
中心部だけでなく、材料断面内の広範囲にわたっている
場合には、任意の基準方向と、#基準方向から30度回
転した方向のみでの圧ドを繰返しても、常に圧下方向と
45度方向をなすX字状の同一領域のみが大きな塑性変
形を受け、他の領域は有効な塑性変形を受けないので、
鍛錬効果が少ない。
本発明は、効率的に、材料断面の広い範囲にわたって、
圧縮応力下で大きな塑性変形を与え、ザク性欠陥の圧着
はもちろん、鍛錬効果による材質改善を高めることを目
的とする。
圧縮応力下で大きな塑性変形を与え、ザク性欠陥の圧着
はもちろん、鍛錬効果による材質改善を高めることを目
的とする。
[問題点を解決するための手段]
本発明に係る金属材料のR辣方法は、金属材料を熱間鍛
錬するに際し、頂角が略135度の上下対称V金敷によ
って、被鍛錬材断面に設定した任意の基準方向に6%以
上の圧下率で圧下した後、圧下断面内で該被鍛錬材を基
準方向から略30度回転させて6%以上の圧下率で圧下
する鍛伸工程と。
錬するに際し、頂角が略135度の上下対称V金敷によ
って、被鍛錬材断面に設定した任意の基準方向に6%以
上の圧下率で圧下した後、圧下断面内で該被鍛錬材を基
準方向から略30度回転させて6%以上の圧下率で圧下
する鍛伸工程と。
上記圧下断面を略正八角形に成形した被鍛錬材を前記基
準方向から略135度および略225度(基準方向に対
して±45度)回転させていずれも6%以上圧下する鍛
伸工程とを、鍛錬工程中に少なくとも1回以上含むよう
にしたものである。
準方向から略135度および略225度(基準方向に対
して±45度)回転させていずれも6%以上圧下する鍛
伸工程とを、鍛錬工程中に少なくとも1回以上含むよう
にしたものである。
[作 用]
本発明によれば、略135度の上下対称V金敷によって
6%以上の圧下率で材料を#2造することにより、上下
の金敷接触端と中心を結ぶX字状領域において圧縮応力
下での塑性変形が大となる。ただし、材料断面に設定し
た任意の基準方向と、この基準方向から略30度回転し
た方向のみでの圧下を繰返しても、常にX字状領域のみ
に大きな塑性変形を受け、他の部分は大きな塑性変形を
受けることがない、そこで1本発明においては、上記材
料の基準方向、および該基準方向に対する30度方向か
らの圧下に加えて、135度および225度方向から6
%以上の圧下率で圧下を加えることにより、材料のより
広範囲の領域に圧縮応力下における塑性変形を生じさせ
、中心より外側のザク性欠陥を有効に圧着可能とする。
6%以上の圧下率で材料を#2造することにより、上下
の金敷接触端と中心を結ぶX字状領域において圧縮応力
下での塑性変形が大となる。ただし、材料断面に設定し
た任意の基準方向と、この基準方向から略30度回転し
た方向のみでの圧下を繰返しても、常にX字状領域のみ
に大きな塑性変形を受け、他の部分は大きな塑性変形を
受けることがない、そこで1本発明においては、上記材
料の基準方向、および該基準方向に対する30度方向か
らの圧下に加えて、135度および225度方向から6
%以上の圧下率で圧下を加えることにより、材料のより
広範囲の領域に圧縮応力下における塑性変形を生じさせ
、中心より外側のザク性欠陥を有効に圧着可能とする。
また、一連の鍛錬工程で略135度のV金敷を用いるだ
けなので、工程の途中で金敷交換をするような時間を必
要とせず、また変形が常に対称となり1曲り等を生ずる
ことなく、生産能率も向上する。
けなので、工程の途中で金敷交換をするような時間を必
要とせず、また変形が常に対称となり1曲り等を生ずる
ことなく、生産能率も向上する。
[実施例]
第1図(A)に示すような本発明に係る135度の上下
対称V金敷で円形断面の被鍛錬材を、10%の圧下率で
鍛造した結果、圧下方向歪分布は第1図(B)に示すよ
うになり、上下の金敷端と中心を結ぶX字状領域で塑性
歪が大きく、シかも中心で最大となることが認められた
。また、圧下方向と直交する方向の歪分布も同様であり
、剪断歪も中心を除いて(中心では対称のため剪断成分
は零)、X字状領域で大きくなることが認められた。
対称V金敷で円形断面の被鍛錬材を、10%の圧下率で
鍛造した結果、圧下方向歪分布は第1図(B)に示すよ
うになり、上下の金敷端と中心を結ぶX字状領域で塑性
歪が大きく、シかも中心で最大となることが認められた
。また、圧下方向と直交する方向の歪分布も同様であり
、剪断歪も中心を除いて(中心では対称のため剪断成分
は零)、X字状領域で大きくなることが認められた。
ところで、鍛錬による鋳造組織の改善やザク性欠陥を圧
着するための必要条件は、その領域が圧縮応力下で大き
く塑性変形することであり、上記X字状領域以外はモの
点から好ましくなく、より広い領域をX字状領域に取入
れることが必要である。さらに、圧縮応力に関しては、
従来公知の平面歪に対するすべり線場理論によれば、第
2図に示すように、金敷との接触幅Bが厚さHよりも等
しいか大きければ、すなわちB≧Hの場合に、憤域R,
Pでは最大主応力が常に圧縮応力状態にな一部、135
度の上ド対称V金敷の場合には、第3図に示す通り1円
形断面材を6%以上圧下すれば。
着するための必要条件は、その領域が圧縮応力下で大き
く塑性変形することであり、上記X字状領域以外はモの
点から好ましくなく、より広い領域をX字状領域に取入
れることが必要である。さらに、圧縮応力に関しては、
従来公知の平面歪に対するすべり線場理論によれば、第
2図に示すように、金敷との接触幅Bが厚さHよりも等
しいか大きければ、すなわちB≧Hの場合に、憤域R,
Pでは最大主応力が常に圧縮応力状態にな一部、135
度の上ド対称V金敷の場合には、第3図に示す通り1円
形断面材を6%以上圧下すれば。
1記B≧Hの条件が得られることを実験により確認した
。すなわち、本発明において、頂角が略135度の上下
対称vJ&敷で被#t?J材を6%以上圧下する理由は
以上説明した通りであり、それにより、上記X字状領域
は圧縮応力の作用下で大きな塑性変形を受け、ザク性欠
陥の圧着が有効に達成されることとなる。
。すなわち、本発明において、頂角が略135度の上下
対称vJ&敷で被#t?J材を6%以上圧下する理由は
以上説明した通りであり、それにより、上記X字状領域
は圧縮応力の作用下で大きな塑性変形を受け、ザク性欠
陥の圧着が有効に達成されることとなる。
第1図(B)の結果を元の断面に換算すると第4図(A
)が得られる。第4図(A)のX字状領域はザク性欠陥
の圧着に有効な領域である。ここで、材料断面を常に六
角形に成形し鍛錬するには、第4図(A)に示す基準方
向での圧下(0度方向圧下)を行った後、材料を80度
回転させた80度方向圧下を行なうことを交互に繰返せ
ば良く、どの表面も金敷により直接圧下されるため、表
面割れなどの不都合を生じないが、基本的にはX字状領
域のみが有効変形するため、第4図CB)に示すように
材料中心部のごく一部(直径相当の半定量値として材料
直径りの約20%)にしかデク性欠陥圧着の効果が得ら
れない。
)が得られる。第4図(A)のX字状領域はザク性欠陥
の圧着に有効な領域である。ここで、材料断面を常に六
角形に成形し鍛錬するには、第4図(A)に示す基準方
向での圧下(0度方向圧下)を行った後、材料を80度
回転させた80度方向圧下を行なうことを交互に繰返せ
ば良く、どの表面も金敷により直接圧下されるため、表
面割れなどの不都合を生じないが、基本的にはX字状領
域のみが有効変形するため、第4図CB)に示すように
材料中心部のごく一部(直径相当の半定量値として材料
直径りの約20%)にしかデク性欠陥圧着の効果が得ら
れない。
そこで、本発明においては、上記0度−30度方向圧下
によって材料断面を略正八角形に成形した後、ノ、(型
方向から135度回転させて圧下する135度方向圧下
(第4図(C) )、さらにこれから30度回転させて
圧下する225度方向圧下(第4図(D))を行なうこ
ととし、これらの圧下においてもX字状領域が有効圧下
を受けることにノ^づき、結果として、材料中心のより
広範囲の領域(直径相当の半定量値として材料直径りの
約45%)や、第4図(D)の白抜領域のザク性欠陥の
圧着および鍛造組織の改善をなすことを可能としている
。
によって材料断面を略正八角形に成形した後、ノ、(型
方向から135度回転させて圧下する135度方向圧下
(第4図(C) )、さらにこれから30度回転させて
圧下する225度方向圧下(第4図(D))を行なうこ
ととし、これらの圧下においてもX字状領域が有効圧下
を受けることにノ^づき、結果として、材料中心のより
広範囲の領域(直径相当の半定量値として材料直径りの
約45%)や、第4図(D)の白抜領域のザク性欠陥の
圧着および鍛造組織の改善をなすことを可能としている
。
なお、鍛錬に際しては、第4図(A)〜(D)に示すよ
うに、0度−80度、135度−225度方向圧下を連
続的′に行なう必要はなく、鍛伸工程において、材料の
基準方向(0度方向)を定めておき、0度−30度、1
35度−225度方向の圧下が鍛造終了までに少なくと
も1回合まれれば、上記の効果を得ることが可能である
。
うに、0度−80度、135度−225度方向圧下を連
続的′に行なう必要はなく、鍛伸工程において、材料の
基準方向(0度方向)を定めておき、0度−30度、1
35度−225度方向の圧下が鍛造終了までに少なくと
も1回合まれれば、上記の効果を得ることが可能である
。
さらに完壁な鍛錬効果を期すのであれば、材料ノ821
方向カラ22.5度、112.5 II、157−5
度。
方向カラ22.5度、112.5 II、157−5
度。
247.5度の方向の圧下を行ない、第4図CD)にお
いて点で表示した塑性変形の少ない領域がX字状領域と
なるようにすれば、材料断面の全域に有効圧下を加える
ことができるが、特に製品直径が詩込材の直径よりよほ
ど大きくない限り、これらの圧下は不要である。なお、
頂角が略135度、すなわち120度〜150度程度の
V金敷を用いても、0度−30度、135度−225度
方向に圧下を加えれば同様な効果が期待できる。また、
被鍛錬材の基準方向からの回転角度についてもそれぞれ
の値に対して±10度程度の誤差があってもほぼ同様な
効果が期待できるが、30度−135度方向圧下に移行
するとき、断面を略正八角形に成形しておく必要がある
。このような略正八角形の成形が成されていない場合に
は、材料がねじれたり、曲ったりしやすいという不都合
がある。
いて点で表示した塑性変形の少ない領域がX字状領域と
なるようにすれば、材料断面の全域に有効圧下を加える
ことができるが、特に製品直径が詩込材の直径よりよほ
ど大きくない限り、これらの圧下は不要である。なお、
頂角が略135度、すなわち120度〜150度程度の
V金敷を用いても、0度−30度、135度−225度
方向に圧下を加えれば同様な効果が期待できる。また、
被鍛錬材の基準方向からの回転角度についてもそれぞれ
の値に対して±10度程度の誤差があってもほぼ同様な
効果が期待できるが、30度−135度方向圧下に移行
するとき、断面を略正八角形に成形しておく必要がある
。このような略正八角形の成形が成されていない場合に
は、材料がねじれたり、曲ったりしやすいという不都合
がある。
以下1本発明の具体的実施結果について説明する。直径
1,000m−77) 5%CrWA塊を1.200℃
に均一加熱し、炉出後、1本は本発明による方法により
鍛造し、他の1本は従来法により鍛造し、直(¥600
mmの軸材を製造した1本発明において、圧下方向は0
度−30度−0度−135度−225度−135度−0
度−30度であり、鍛造終了までに約25分を要した。
1,000m−77) 5%CrWA塊を1.200℃
に均一加熱し、炉出後、1本は本発明による方法により
鍛造し、他の1本は従来法により鍛造し、直(¥600
mmの軸材を製造した1本発明において、圧下方向は0
度−30度−0度−135度−225度−135度−0
度−30度であり、鍛造終了までに約25分を要した。
一方、従来法ではまず30(1++m X300I■の
略正方形に成形した後、0度方向に圧下し、反転させて
180度方向に圧下し、次に30度回転させて30度方
向に圧下し、再び反転して270度方向の圧下を行なう
サイクルを繰返した。この従来法にあっては、鍛造中の
曲りを極力減らすため、1回あたりの圧下量を100−
150mmとしたが、曲りの矯正、上金敷の軸方向長さ
が短いために圧下回数が大幅に増え、時間がかかるとと
もに、下金穴への伝熱による温度低下もあって、途中で
再加熱する必要があった。これらの両方法によって得ら
れた材料を超音波探傷試験により検査したところ1本発
明による鍛造材にはなんの欠陥も検出されなかったが、
従来法によるものでは30瓜および180度方向の軸心
から¥径の0.3〜0.4(5の位置に、直径1.9m
*以下の欠陥が検出された。
略正方形に成形した後、0度方向に圧下し、反転させて
180度方向に圧下し、次に30度回転させて30度方
向に圧下し、再び反転して270度方向の圧下を行なう
サイクルを繰返した。この従来法にあっては、鍛造中の
曲りを極力減らすため、1回あたりの圧下量を100−
150mmとしたが、曲りの矯正、上金敷の軸方向長さ
が短いために圧下回数が大幅に増え、時間がかかるとと
もに、下金穴への伝熱による温度低下もあって、途中で
再加熱する必要があった。これらの両方法によって得ら
れた材料を超音波探傷試験により検査したところ1本発
明による鍛造材にはなんの欠陥も検出されなかったが、
従来法によるものでは30瓜および180度方向の軸心
から¥径の0.3〜0.4(5の位置に、直径1.9m
*以下の欠陥が検出された。
[発明の効果]
以上のように1本発明に係る金属材料の鍛錬方法は、金
属材料を熱間鍛錬するに際し、頂角が略135度の上下
対称V金敷によって、被鍛錬材断面に設定した任意の基
準方向に6%以上の圧下率で圧下した後、圧下断面内で
該被m錬材を基準方向から略30度回転させて6%以上
の圧下率で圧下する鍛伸工程と、上記圧下断面を略正八
角形に成形した被鍛錬材を前記基準方向から略135度
および略225度(X準方向に対して±45度)回転さ
せていずれも6%以上圧下する鍛伸工程とを、Wi錬工
程中に少なくとも1回以上含むようにしたものである。
属材料を熱間鍛錬するに際し、頂角が略135度の上下
対称V金敷によって、被鍛錬材断面に設定した任意の基
準方向に6%以上の圧下率で圧下した後、圧下断面内で
該被m錬材を基準方向から略30度回転させて6%以上
の圧下率で圧下する鍛伸工程と、上記圧下断面を略正八
角形に成形した被鍛錬材を前記基準方向から略135度
および略225度(X準方向に対して±45度)回転さ
せていずれも6%以上圧下する鍛伸工程とを、Wi錬工
程中に少なくとも1回以上含むようにしたものである。
したがって、効率的に、材料断面の広い範囲にわたって
、圧縮応力下で大きな塑性変形を芋え、ザク性欠陥の圧
着はもちろん、鍛錬効果による材質改善を高めることが
可能となる。
、圧縮応力下で大きな塑性変形を芋え、ザク性欠陥の圧
着はもちろん、鍛錬効果による材質改善を高めることが
可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図(A)は135度上下刻称V金敷で円形断面材を
10%圧下−(べで鍛錬する状態を示す模式図、第1図
(B)は10%圧下材の圧下方向等歪線図、第2図は上
下対称平金敷で圧縮される材料のすべりffl場を示す
模式図、第3図は135度上下刻称V金敷で円形断面材
を圧下した時の圧下率とB/Hの関係を示す線図、第4
図(A)〜(D)は0度方向圧下(基準方向圧下)、3
0度方向圧下、135度方向圧下、225度方向圧下の
それぞれにおける塑性変形の大きい領域とほとんど塑性
変形しない領域を示す模式図である。 l・・・V金敷、2・・・被鍛錬材。 代理人 弁理士 塩 川 修 治 第1図 (A) (B) 第2図 第3図 圧下率
10%圧下−(べで鍛錬する状態を示す模式図、第1図
(B)は10%圧下材の圧下方向等歪線図、第2図は上
下対称平金敷で圧縮される材料のすべりffl場を示す
模式図、第3図は135度上下刻称V金敷で円形断面材
を圧下した時の圧下率とB/Hの関係を示す線図、第4
図(A)〜(D)は0度方向圧下(基準方向圧下)、3
0度方向圧下、135度方向圧下、225度方向圧下の
それぞれにおける塑性変形の大きい領域とほとんど塑性
変形しない領域を示す模式図である。 l・・・V金敷、2・・・被鍛錬材。 代理人 弁理士 塩 川 修 治 第1図 (A) (B) 第2図 第3図 圧下率
Claims (1)
- (1)金属材料を熱間鍛錬するに際し、頂角が略135
度の上下対称V金敷によって、被鍛錬材断面に設定した
任意の基準方向に6%以上の圧下率で圧下した後、圧下
断面内で該被鍛錬材を基準方向から略30度回転させて
6%以上の圧下率で圧下する鍛伸工程と、上記鍛伸工程
によって上記圧下断面を略正八角形に成形した被鍛錬材
を前記基準方向から略135度および略225度(基準
方向に対して±45度)回転させていずれも6%以上圧
下する鍛伸工程とを、鍛錬工程中に少なくとも1回以上
含むことを特徴とする金属材料の鍛錬方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22420384A JPS61103637A (ja) | 1984-10-26 | 1984-10-26 | 金属材料の鍜錬方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22420384A JPS61103637A (ja) | 1984-10-26 | 1984-10-26 | 金属材料の鍜錬方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61103637A true JPS61103637A (ja) | 1986-05-22 |
JPS6358656B2 JPS6358656B2 (ja) | 1988-11-16 |
Family
ID=16810138
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP22420384A Granted JPS61103637A (ja) | 1984-10-26 | 1984-10-26 | 金属材料の鍜錬方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61103637A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103042152A (zh) * | 2012-12-27 | 2013-04-17 | 清华大学 | 一种上平下v砧拔长时的翻转方法 |
WO2015140176A1 (de) * | 2014-03-18 | 2015-09-24 | Vallourec Deutschland Gmbh | Verfahren zum warmschmieden von langgestreckten eckigen profilen aus metall, insbesondere aus stahl |
CN104999021A (zh) * | 2015-07-10 | 2015-10-28 | 太原科技大学 | 一种控制轴类锻件晶粒不均匀的锻造方法 |
CN106111871A (zh) * | 2016-08-24 | 2016-11-16 | 江苏金源高端装备股份有限公司 | 一种圆弧齿状上凸下凹型砧 |
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1984
- 1984-10-26 JP JP22420384A patent/JPS61103637A/ja active Granted
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS6358656B2 (ja) | 1988-11-16 |
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