KR100803968B1 - 윤활코팅분말 및 그 제조방법 - Google Patents

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황순영
조진환
양현석
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재단법인 포항산업과학연구원
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Abstract

본 발명은 용사코팅 분말, 분말 제조방법, 및 코팅 제조방법에 관한 것이다. 비정질 금속 분말, 강화상성분(Cr2O3), 및 고상윤활성분(Ag, BaF2/CaF2)을 포함하는 고상윤활 코팅분말을 제공한다. 그리고 비정질 금속 분말, 강화상성분, 고상윤활성분을 혼합하고, 기계적 합금화 한 후에, 분무 건조법을 적용한 분말 제조방법을 제공한다. 또한, 용사방법을 이용한 코팅 방법을 제공한다.
비정질 분말, 용사코팅, 내마모 시험, 고상윤활 코팅, 에어포일 베어링

Description

윤활코팅분말 및 그 제조방법 {LUBRICATION COATING POWDER AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
도 1은 Ni계 비정질 분말의 전자 현미경 사진이다.
도 2는 XRD(X-Ray Diffraction)을 이용한 Ni계 비정질 분말의 입도측정 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 분말의 주사전자현미경 사진이다.
도 4는 비교예(US5866518 "PSS304" 조성을 가지는 코팅) 단면의 주사전자현미경 사진이다.
도 5는 비교예 표면의 주사전자현미경 사진이다.
도 6은 실험예(본 발명의 일 실시예에 따른 코팅) 단면의 주사전자현미경 사진이다.
도 7은 실험예 표면의 주사전자현미경 사진이다.
도 8은 실험예와 비교예의 비커스 경도를 비교한 그래프이다.
도 9는 실험예와 비교예의 결합강도를 비교한 그래프이다.
도 10은 마찰전류 테스트 과정을 도시한 그래프이다.
도 11은 상온과 400℃에서 실험예와 비교예의 실험 사이클 증가에 따른 마찰 전류 값의 변화를 비교한 그래프이다.
도 12는 실험예와 비교예의 사용시간에 따른 마찰계수 변화를 비교한 그래프이다.
도 13은 실험예와 비교예의 마모테스트 결과이다.
본 발명은 용사 코팅 분말 및 그 제조방법에 관한 것이다. 더 상세하게는 에어포일 베어링의 저 마찰을 유지하고, 내마모 향상을 위한 용사코팅 분말 및 그 제조방법에 관한 것이다.
터빈엔진에 사용되는 베어링의 경우 보통 회전체의 마찰 면에 액상 윤활피막을 형성하여 마찰을 줄인다. 이러한 기존의 액상 윤활제를 사용하는 경우, 고온에서 윤활제가 기화 혹은 변질되는 문제점이 있었다.
전술한 액상 윤활제의 한계를 극복하고자 미국NASA는 오일을 사용하지 않는 에어포일 베어링 코팅기술을 사용하였다. 이 기술은 높은 온도에도 적용 가능한 기술로, 전술한 기술의 코팅은 고상윤활소재, 본딩소재, 및 경화소재의 3상으로 구성되어 있다. 또한, 전술한 기술은 코팅 분말을 혼합(Blending)하여 고상윤활 성분과 금속 또는 세라믹 재료를 혼합한 마이크론 크기의 분말을 사용한다. 혼합된 마이크론 크기의 고상윤활 코팅분말을 플라즈마 용사 방법으로 코팅한다.
그러나, 종래의 플라즈마 용사코팅 분말은 비중 및 크기의 차이가 큼에도 불 구하고 단순히 기계적으로만 혼합되어있어 플라즈마 용사코팅 공정 시, 각 성분의 물리적 특성에 따른 비행거동의 차이로 인해　성분이 불균일하게 코팅되는 문제가 있었다. 특히, 각 구성성분원소간의 비중 및 크기의 차이가 클 경우 더욱 불균일하게 코팅되었다.
또한, 전술한 기술에서는 초기 구동에서부터 정적상태에 도달하기까기 시간 및 정적상태에서 구동을 중단하고자 할 때의 필요한 시간 동안에는 내부로 유입된 공기가 충분한 하중지지를 일으킬 수 없다. 따라서, 이들 구간에서 마찰 및 마모가 크게 일어나는 문제점이 있었다
상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로 비정질 합금을 이용하여 상온 및 고온에서 마모 특성 및 기계적 특성이 우수한 코팅분말 및 그 제조방법을 제공한다. 또한, 제조된 분말을 이용하여 기계적 특성이 우수한 코팅 형성 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 고상윤활 코팅분말은 1) Tg/Tm(Tg는 glass transition temperature를, Tm은 melting temperature를 의미한다.)값이 0.6이상인 비정질 금속 분말, 2) 강화상성분, 및 3) 고상윤활성분을 포함한다.
그리고 본 발명의 일 실시예에 따른 고상윤활 코팅분말의 제조방법은 1) Tg/Tm이 0.6이상인 비정질 금속 분말, 강화상성분, 및 고상윤활성분을 혼합(blending)하는 단계, 2) 혼합된 물질의 기계적 합금화 단계, 및 3) 합금화된 물 질을 분무 건조법(spray drying)을 이용하여 분말로 만드는 단계를 포함한다. 또한, 제조된 분말을 용사 방법을 이용하여 100㎛ 내지 400㎛의 두께로 윤활소재표면에 코팅하는 방법을 제공한다.
이와 같이 제조 및 코팅된 분말 코팅은 기계적 내구성이 우수하며 장기간 사용할 수 있는 이점이 있다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 이하에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명의 일 실시예에 따른 고상윤활 코팅분말은 Tg/Tm 값이 0.6이상인 비정질 금속 분말, 강화상 성분, 및 고상윤활 성분을 포함한다.
비정질 금속 분말은 포일베어링(foil-bearing)이 동작하는 온도에 따라서 Ni계비정질 분말 또는 Fe계, Zr계, 및 Cu계 등의 비정질 분말을 사용할 수 있다. 상온에서 고온(500℃)까지 사용되는 경우, 포일 베어링에 사용되는 모재가 주로 Ni계 금속성 물질임으로 비정질 분말은 모재의 열팽창 계수와 열팽창 계수가 유사한 Ni계 비정질 분말을 사용하는 것이 바람직하다. 이와 달리, 모재가 다른 금속성 성분이라면 열팽창계수가 비슷한 다른 비정질계 금속 분말을 사용할 수 있다.
또한, 전술한 500℃의 온도는 Ni계 비정질 합금의 결정화 구간에 해당되는 온도로 상기 결정화 구간 이상의 온도에서는 경도는 상승하지만 깨지기 쉬워지므로 마모 특성에 악영향을 준다. 따라서 Ni계 비정질 분말의 사용온도는 500℃로 제한 하는 것이 바람직하다.
상온 내지 100℃ 온도 범위에서 사용하는 경우, 비정질 분말로 Fe계 Zr계, 및 Cu계 등의 비정질 분말을 사용할 수 있다. 100℃정도의 온도까지는 열팽창이 크지 않으므로 보다 저렴한 재료를 사용할 수 있기 때문이다.
Ni계열 비정질 분말을 사용하는 경우 하기 화학식1를 만족하는 조성을 사용할 수 있다.
Nia(ZrxTi1-x)bSic
화학식1에서 a, b, c 및 x는 원자%로45≤a≤63, 36≤b≤48, 1≤c≤11, 0.4≤x≤0.6을 만족한다.
화학식1과 같이 조성을 한정한 이유를 설명하면 다음과 같다.
재료의 비정질 형성능은 Tg(glass transition temperature)/Tm (melting temperature) 값과 과냉각 액체영역의 크기를 이용해서 알 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 비정질 금속 분말은 Tg/Tm값이 큰(0.6 이상)것이 바람직하다. 또한 과냉각 액체영역의 크기가 넓게 나타나는 합금계가 비정질 형성능이 높으므로 바람직하다. 여기서, 과냉각 액체영역의 크기는 비정질의 형성능에 더해서 열적 안정성뿐만 아니라 가공성과도 연관되므로 비정질 합금의 성질을 평가하는데 광범위하게 응용할 수 있다.
또한, 실험적으로 합금이 높은 비정실 형성능을 가지기 위해서는 합금계가 1) 3성분 이상의 다원계 합금이고, 2) 주요 구성 원소간의 원자 반경이 12% 이상 차이가 있으며, 그리고 3) 구성원소 사이의 혼합 엔탈피가 음의 값을 가져야 한다. Ni계 비정질 분말이 전술한 화학식1의 조성을 만족하는 경우 과냉각 액체영역이 넓게 나타날 뿐만 아니라 전술한 3가지 조건을 만족함으로 높은 비정질 형성능을 가질 수 있다.
강화상 성분은 에어포일 베어링을 적용하고자 하는 온도 범위에서 합금원소들 간의 결합을 강하게 만들기 위해 사용한다. 강화상 성분으로는 산화크롬을 사용할 수 있는데 바람직하게는 삼가 크롬 산화물인 Cr2O3을 사용할 수 있다.
고상윤활성분은 베어링 동작시에 마찰을 줄여주기 위한 것으로 마찰계수가 낮은 화합물 또는 금속을 사용할 수 있다. Ag, Pt, Pd, Rh 및 이들의 혼합물을 사용할 수 있으며 이들 금속 또는 금속의 혼합물과 BaF2 및 CaF2을 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명 일실시예의 고상윤활 코팅분말은 전술한 비정질 금속 분말, 강화상 성분, 및 고상윤활 성분을 혼합비율로 섞은 후 2시간 정도 흔드는 방법으로 혼합하여 제조할 수 있다. 다음으로, 혼합 후 볼 밀과 같은 방법으로 기계적 합금화 하는 단계를 더 포함할 수 있다. 볼은 지르코니아 볼과 같은 세라믹 볼을 사용할 수 있으며 4시간 동안 120-180rpm에서 합금화 할 수 있다.
기계적 합금화된 혼합물은 분무건조법으로 미세한 분말로 제조할 수 있다. 분무건조에서 분사에너지(회전 분사 속도)가 증가하거나 재료의 공급속도가 감소하 면 생성되는 분말 입자의 크기는 감소한다. 따라서, 원하는 크기의 분말을 얻기 위해서 분사에너지 및 재료의 공급속도를 조절할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 고상윤활 코팅방법은 다음과 같다.
먼저, 전술한 비정질 금속 분말, 강화상성분, 및 고상윤활성분을 포함하는 분말을 제조한다. 다음으로, 제조된 분말을 용사방법을 이용하여 고상윤활소재 표면에 코팅한다. 용사방법에는 고온열원을 이용하여 분말 또는 선형재료를 용융 액으로 변화시키고, 만들어진 용융 액을 고속으로 기재에 충돌시켜 급랭하는 적층피막 헝성기술을 적용할 수 있다. 코팅의 두께는 100㎛ 내지 400㎛가 되는 것이 바람직하다.
용사공정은 1) 피막의 밀착성을 확보하기 위한 전처리 단계, 2) 소재의 피막을 형성하는 용사단계, 및 3) 용사후의 피막특성을 향상시키는 후처리의 공정을 포함하며 순차적으로 실시한다. 이때 이와 같은 용사공정에서는 코팅의 목적, 이용된 재료, 및 방법에 따라 앞서 설명한 공정의 일부를 생략할 수 있다.
이와 같은 용사방법은 대기 플라즈마 용사 방법과 저온 용사 방법을 적용하는 것이 가능하다. 여기서 저온 용사방법은 고압의 가스를 코팅분말과 함께 방사하여 코팅층을 형성하는 방법이다. 그리고 대기 플라즈마 용사방법은 Ar, He, N2 등의 가스를 아크로 플라즈마화 하고, 이것을 노즐에서 방사하여 고온, 고속의 플라즈마 제트를 이용하여 코팅층을 형성하는 방법이다. 대기 플라즈마 용사장치에서 플라즈마 발생장치는 Cu로 된 원형의 양극과 W로 된 음극으로 형성된 장치를 사용 할 수 있다. 이와 같은 플라즈마 발생장치는 전기 아크 방전에 의하여 작동가스를 플라즈마화 하여 제트를 형성하게 된다.
도1은 Ni계 비정질 분말의 전자현미경 사진이다. 도2는 이 분말의 입도를 XRD를 이용하여 측정한 것이다. 5~90㎛ 범위에서 입자가 분포함을 알 수 있다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 분말의 전자주사현미경 사진이다. 사진에서 A로 표시된 입자가Ni계 비정질 분말이고, B로 표시된 입자가 Ag분말이다. 그리고C로 표시한 입자가 Cr2O3 분말이고, D로 표시한 입자가 BaF2 또는 CaF2 분말이다.
이하에서는 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 아래의 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다.
실시예
Ni계 비정질 분말, Cr2O3, Ag, BaF2/CaF2 분말을 표1의 비율로 혼합 후 2시간 동안 흔들어 고른 분포를 가지게 하였다.
Ni55(Zr0.525Ti0.475)40Si3Sn2조성의 Ni 계 비정질 분말을 사용하였다.
Ni계 비정질 분말 Cr2O3 Ag BaF2/CaF2
60 wt.% 20 wt.% 10 wt.% 10 wt.%
혼합한 분말을 지르코니아 볼을 사용하며 4 시간 동안 120-180 rpm 정도에서 볼 밀 하여 기계적 합금이 형성되도록 하였다. 합금화된 분말을 이용하여 분말의 크기가 30~70㎛가 되도록 분무 건조 하였다. 분무 건조로 만들어진 분말을 대기 플라즈마 용사방법을 이용해서 코팅하였다. 코팅 시 Ar 가스 유량은 110 SCFH(Standard Cubic Feet Per Hour)로 하였으며 코팅 장비의 분출구와 모재 사이의 거리는 100mm로 하였다. 그리고 분말 공급양은 분당 30g으로 하였으며, 수소 가스 유량은 5,10,15 SCFH로 변화시키면서 코팅하였다.
이하 실험예에는 전술한 조성 및 방법으로 제조된 코팅을 사용하였으며, 비교예에는 미국특허공보 5866518에 기재된 "PS304"조성을 사용하고, 같은 발명에 주어진 방법을 이용하여 제조된 코팅을 사용하였다.
코팅 후의 코팅의 표면 및 단면의 사진을 각각 도 6 및 도 7에 도시하였다. 도4 및 도 5에는 본 실시예와 비교하기 위해서 비교예인 미국특허공보 5866518의 "PS304"조성 및 방법으로 제조된 코팅의 단면 및 표면 사진을 도시하였다.
(비커스 경도 및 접합 강도 실험)
도 8 및 도 9은 각각 저온용사 방법으로 제작된 본 발명의 일 실시예에 따라 제작된 실험예와 PS304의 조성을 가지는 비교예의 비커스 경도 및 결합 강도를 측정하여 비교한 그래프이다. 비교예에 비하여 실험예는 측정한 전 영역에 걸쳐서 높은 비커스 경도 및 결합 강도를 보였다. 따라서, 보다 좋은 기계적 특성을 가짐을 알 수 있다.
(마찰전류 및 사이클 실험)
도 10는 마찰전류 테스트 과정을 개략적으로 도시한 그래프이다. 회전속도는 6000rpm로 하여 5000회를 반복하여 실험하였다. 1회에 30초 정도의 시간이 소모되며 하기와 같은 과정을 거친다.
실험이 시작되면 가동구간에서 3초간 코팅된 저널의 회전 속도가 점차 빨라진다. 회전속도가 6000rpm에 도달하면 유입된 공기에 의해 저널이 포일에서 뜨는구간을 1초 정도 유지한다. 이 후 3초간 정지구간에서는 속도를 점차 줄여 저널의 회전을 멈춘다. 이후 23초간 모터 냉각 구간을 거치면서 1회의 사이클이 완성되고, 같은 방법으로 총 5000회 반복해서 실험하였다.
500회 마다 마찰전류 값 및 마모량을 측정하였고 마찰전류값은 줄어든 파워, 마찰력, 및 구동전류 값을 이용하여 계산한다. 실험에서 코팅의 두께는 100㎛ 내지 400㎛의 범위로 하였다.
도 11은 전술한 방법으로 상온 및 고온(400℃)에서 비교예와 실험예의 마찰 전류를 비교한 그래프이다. 마찰전류가 15A이상이거나 두께 손실이 30㎛ 이상인 경우 실패로 하였다. 비교예에서는 반복횟수가 늘어날수록 마찰전류가 점차 증가하며 1000회를 넘으면 모두 기준에 미달 하였으나, 실험예에서는 횟수에 상관없이 일정한 값을 보였다. 세부 결과는 표2에 기재하였다.
Coating 테스트 온도 회전 수 마찰 전류(A) 마모 손실두께(㎛) 파편 양 기준만족여부
비교예1 상온 48 16 A 5 ㎛ 많음 실패
비교예2 400 ℃ 880 16 A 30 ㎛ 이상 많음 실패
실험예1 상온 5000이상 4-5 A <0.2 ㎛ 적음 통과
실험예2 400 ℃ 5000이상 4-5 A <0.5 ㎛ 적음 통과
(마모테스트 실험)
도 12 및 도 13은 는 PS304의 조성을 이용한 비교예와 실험예의 Pin-on-disc 마모 테스트 결과이다 결과는 하기 표3에 정리하였다.
실험조건은 다음과 같다.
하중 조건: 47 N , 마모 속도: 0.12 m/s, 마모 거리 : 430 m,
상대재: 인코넬 718(Inconel 718), 실험 온도: 상온, Test 시간: 3,600 초
Coating 마찰 계수 마모 량(g/h)
비교예 0.4 ~ 0.63 0.48
실험예 0.27 ~ 0.34 0.21
도 12에 도시한 바와 같이 비교예는 내부로 공기가 유입되어 충분한 하중을 지지할 수 있는 정적 상태에 도달하기 까지, 즉1500 초 이전까지 높은 마찰 계수를 가진다. 반면, 실험예는 시험시간 전 구간에 대해서 균일하고 낮은 마찰 계수를 가졌다. 따라서, 도 13에 도시한 바와 같이 마찰에 의한 질량 감소도 실험예가 비교예에 비하여 56% 정도 낮은 값을 보인다.
전술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 분말코팅은 기계적 특성(결합세기, 경도)이 기존의 코팅보다 우수하다. 그리고, 실제 사용환경과 유사한 내 마찰/마모시험에서 상온과 고온(400℃)의 경우 모두 종래 기술의 코팅을 적용한 경우보다 낮은 마찰 전류 값을 가진다. 또한 종래 기술의 코팅에 비해 수명이 10배 이상 길다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅을 사용할 경우 기존의 문제점이었던 에어포일 베어링의 가동 초기와 중단 시에 높은 마찰 및 마모를 현저히 줄일 수 있다.

Claims (13)

  1. Tg(Glass transition temperature)/Tm(Melting temperature)이 0.6이상이고 화학식 Nia(ZrxTi1-x)bSic 로 표시되며 상기 식 중a, b, c 및 x 는 원자%로 각각 45≤a≤63, 36≤b≤48, 1≤c≤11, 및 0.4≤x≤0.6인 비정질 금속 분말,
    혼합물의 결합을 강화시키는 강화상 성분, 및
    Ag, Pt, Pd 및 Rh로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나의 물질 또는 상기 물질에 BaF2 및 CaF2를 혼합한 혼합물인 고상윤활 성분
    을 포함하는 윤활코팅분말.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    강화상 성분은 Cr2O3인 윤활코팅분말.
  6. Tg/Tm이 0.6이상이고 화학식 Nia(ZrxTi1-x)bSic 로 표시되며 상기 식 중a, b, c 및 x 는 원자%로 각각 45≤a≤63, 36≤b≤48, 1≤c≤11, 및 0.4≤x≤0.6인 비정질 금속 분말, 강화상성분, 및 고상윤활성분을 혼합(blending)하는 단계를 포함하는 윤활코팅분말 제조방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 혼합된 물질을 기계적 합금화 하는 단계,
    상기 합금화된 물질을 분무 건조법(spray drying)을 이용하여 분말로 만드는 단계
    를 더 포함하는 윤활코팅분말 제조방법.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제6항에 있어서,
    강화상 성분은 Cr2O3이고,
    고상윤활 성분은 Ag, Pt, Pd 및 Rh로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나의 물질 또는 상기 물질에 BaF2 및 CaF2를 혼합한 혼합물인 윤활코팅분말 제조방법.
  12. 제 1항 또는 제 5항의 조성을 가지는 분말을 제조하는 단계,
    상기 분말을 용사 방법을 이용하여 두께 100㎛ 내지 400㎛가 되도록 고상윤활소재의 표면에 코팅하는 단계를 포함하는 윤활코팅분말 코팅방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 용사 방법은 저온 용사 방법(Cold spraying) 또는 대기 플라즈마 용사 방법(Atmospheric Plasma Spraying)인 윤활코팅분말 코팅방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106104029A (zh) * 2014-03-19 2016-11-09 Ntn株式会社 箔片轴承

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06306380A (ja) * 1993-03-18 1994-11-01 Agency Of Ind Science & Technol 固体潤滑剤及び固体潤滑剤被膜の形成方法
JPH0949006A (ja) * 1995-08-08 1997-02-18 Komatsu Ltd 自己潤滑性焼結摺動材およびその製造方法
US5866518A (en) 1997-01-16 1999-02-02 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Self-lubricating composite containing chromium oxide
KR100553606B1 (ko) 2003-12-26 2006-02-22 재단법인 포항산업과학연구원 저온용사를 이용한 저마찰/저마모 고상윤활 코팅방법
KR100621666B1 (ko) 2004-09-03 2006-09-07 한국과학기술연구원 고온 내마모 저마찰 용사용 코팅분말 및 그 제조방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06306380A (ja) * 1993-03-18 1994-11-01 Agency Of Ind Science & Technol 固体潤滑剤及び固体潤滑剤被膜の形成方法
JPH0949006A (ja) * 1995-08-08 1997-02-18 Komatsu Ltd 自己潤滑性焼結摺動材およびその製造方法
US5866518A (en) 1997-01-16 1999-02-02 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Self-lubricating composite containing chromium oxide
KR100553606B1 (ko) 2003-12-26 2006-02-22 재단법인 포항산업과학연구원 저온용사를 이용한 저마찰/저마모 고상윤활 코팅방법
KR100621666B1 (ko) 2004-09-03 2006-09-07 한국과학기술연구원 고온 내마모 저마찰 용사용 코팅분말 및 그 제조방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106104029A (zh) * 2014-03-19 2016-11-09 Ntn株式会社 箔片轴承

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