專利名稱:一種利用流動(dòng)溫壓成型法制造旋梭的方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及縫紉機(jī)配件,尤其涉及縫紉機(jī)中的旋梭。
背景技術(shù):
旋梭是縫制設(shè)備設(shè)備中關(guān)鍵部件之一,結(jié)構(gòu)復(fù)雜。外梭的加工方法通常采用機(jī)械加工法生產(chǎn)。專利201110132497. 9采用粉末冶金法加工。機(jī)械加工法無(wú)法實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、低成本生產(chǎn),而且機(jī)械加工法金屬材料利用率低,采用注射成型法生產(chǎn)由于原料粒度細(xì)小,價(jià)格高昂,產(chǎn)品成本高,而且注射成型加工工藝由于采用添加劑多,產(chǎn)品尺寸精度保障能力差。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題就是提供一種利用流動(dòng)溫壓成型法制造旋梭的方法,工藝簡(jiǎn)單,生產(chǎn)效率高,金屬材料利用率高。為解決上述技術(shù)問(wèn)題,本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種利用流動(dòng)溫壓成型法制造旋梭的方法,其特征在于所述旋梭采用的合金材料為Fe2Ni Mo,FeCrMo或者FeCr,該旋梭的制造方法包括如下步驟(I)米用霧化法生產(chǎn)原料合金粉末;(2)在原料合金粉末中添加原料合金納米精細(xì)粉末、含有表面活性劑及增塑劑的粘接劑進(jìn)行混煉制粒;此原料合金納米精細(xì)粉末是指已經(jīng)合金化的由相關(guān)合金材料組成的合金粉末。(3)采用流動(dòng)溫壓成型工藝進(jìn)行旋梭模壓成型;( 4 )在燒結(jié)爐內(nèi)脫脂燒結(jié);(5)表面整形處理達(dá)到所需尺寸。作為優(yōu)選,所述Fe2Ni Mo的原料合金粉末以重量計(jì)含有0. 2 0. 3%Mo粉、I. 5 2. 5%羰基鎳粉、余量為羰基鐵粉。作為優(yōu)選,所述FeCrMo的原料合金粉末以重量計(jì)含有0. 2 0. 3%Mo粉、I. 5
2.5%Cr粉、余量為羰基鐵粉。作為優(yōu)選,所述FeCr的原料合金粉末以重量計(jì)含有0. 5 I. 5%Cr粉、余量為羰基鐵粉。作為優(yōu)選,所述原料合金粉末的粒度為10納米至200微米之間,原料合金納米精細(xì)粉末的粒度小于I微米,其占原料合金粉末重量的的廣2%.作為優(yōu)選,所述粘接劑采用聚乙二醇、聚醛及硬脂酸的混合物,或者采用聚乙烯蠟、石蠟、聚酰胺、硬脂酸的混合物,或者采用聚乙烯蠟、棕櫚蠟、硬脂酸的混合物;所述粘接劑的添加量占原料合金粉末重量的廣5%。作為優(yōu)選,所述旋梭在溫度6(T18(TC范圍內(nèi)進(jìn)行流動(dòng)溫壓成型,模具溫度40 160。。。
作為優(yōu)選,燒結(jié)爐燒結(jié)的條件為在真空或還原性保護(hù)氣氛下,80(Tl30(rC進(jìn)行脫
脂燒結(jié)。作為優(yōu)選,燒結(jié)采用連續(xù)式燒結(jié)爐,該燒結(jié)爐包括一組合式爐體,所述爐體的爐頭設(shè)有可升降爐門和進(jìn)料口,爐尾設(shè)有可升降爐門和出料口,所述爐體從爐頭到爐尾依次設(shè)置有脫脂段、燒結(jié)段、緩冷段、冷卻段,所述脫脂段設(shè)有至少一根惰性氣體管道,所述惰性氣體管道的出氣口分段設(shè)置在脫脂段爐膛內(nèi),同時(shí)脫脂段設(shè)有至少一根控碳?xì)怏w管道,所述控碳?xì)怏w管道的出氣口分段設(shè)置在脫脂段爐膛內(nèi)。作為優(yōu)選,所述惰性氣體管道從脫脂段左端進(jìn)入爐膛,所述控碳?xì)怏w管道從脫脂段右端進(jìn)入爐膛,所述惰性氣體管道及控碳?xì)怏w管道上設(shè)有流量調(diào)節(jié)閥。本發(fā)明采用Fe2Ni Mo,FeCrMo或者FeCr為原料,消除了成分偏析及不必要的內(nèi)在雜質(zhì),產(chǎn)品燒結(jié)收縮一致性好;原料粉末粒度根據(jù)需要在納米至80微米間進(jìn)行配比調(diào)節(jié),使原料成本大幅降低,產(chǎn)品密度、性能滿足需要。 另外,本發(fā)明增設(shè)整形步驟,消除因微量變形而造成的產(chǎn)品報(bào)廢,提高產(chǎn)品合格率,降低產(chǎn)品報(bào)廢率。因而本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單,生產(chǎn)效率高,金屬材料利用率高。
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述圖I為燒結(jié)所用的燒結(jié)爐結(jié)構(gòu)示意圖;圖2為脫脂段惰性氣體管道結(jié)構(gòu)示意圖;圖3為脫脂段冷卻通氣孔結(jié)構(gòu)示意圖;圖4為脫脂段積蠟罐結(jié)構(gòu)示意圖;圖5為緩冷段結(jié)構(gòu)示意圖;圖6為冷卻段結(jié)構(gòu)示意圖;圖7為冷卻段進(jìn)氣管道結(jié)構(gòu)示意圖;圖8為冷卻段進(jìn)氣管道中布?xì)夤芙Y(jié)構(gòu)示意圖;圖9為溫度報(bào)警裝置結(jié)構(gòu)示意圖;圖10為溫度報(bào)警裝置控制原理示意圖。
具體實(shí)施例方式下面具體說(shuō)明本發(fā)明一種利用流動(dòng)溫壓成型法制造旋梭的方法的實(shí)施例。例I、I、采用聚乙二醇(PEG)、聚醛及硬脂酸作為粘接劑,添加量廣5%。添加納米微細(xì)粉末作為活化燒結(jié)劑,粉末粒度范圍2 80微米,經(jīng)混煉、制粒后,作為流動(dòng)溫壓成型原料。2、在溫度6(T200°C范圍內(nèi)進(jìn)行流動(dòng)溫壓成型,模溫4(Tl20°C,成型模具為組合式可拆分模具,內(nèi)腔具有最終產(chǎn)品外型。3、將流動(dòng)溫壓成型粉末胚件在真空或還原性保護(hù)氣氛下,80(Tl3(KrC進(jìn)行燒結(jié),即獲得本發(fā)明的異型件胚件。4、進(jìn)行必要檢查,對(duì)微細(xì)變形處進(jìn)行整形。
5、根據(jù)特定需要對(duì)整形件進(jìn)行微量機(jī)加工,以適應(yīng)不同群體差別化需求。例2I、采用聚乙烯蠟、石蠟、聚酰胺、硬脂酸作為粘接劑,添加量廣5%。添加納米微細(xì)粉末作為活化燒結(jié)劑,粉末粒度范圍2 80微米,經(jīng)混煉、制粒后,作為流動(dòng)溫壓成型原料。2、在溫度6(T200°C范圍內(nèi)進(jìn)行流動(dòng)溫壓成型,模具溫度4(Tl00°C。采用組合式可拆分模具,內(nèi)腔具有最終產(chǎn)品外型。3、將流動(dòng)溫壓成型粉末胚件在真空或還原性保護(hù)氣氛下,80(Tl3(KrC進(jìn)行燒結(jié),即獲得本發(fā)明的異型件胚件。4、進(jìn)行必要檢查,對(duì)微細(xì)變形處進(jìn)行整形。根據(jù)特定需要對(duì)整形件進(jìn)行微量機(jī)加工,以適應(yīng)不同群體差別化需求。 例3、I、用聚乙烯蠟、棕櫚蠟、硬脂酸作為粘接劑,添加量1飛%。添加納米微細(xì)粉末作為活化燒結(jié)劑,粉末粒度范圍2 80微米,經(jīng)混煉、制粒后,作為流動(dòng)溫壓成型原料。2、在溫度6(T18(TC范圍內(nèi)進(jìn)行流動(dòng)溫壓成型,模具溫度4(T160°C。采用組合式可拆分模具,內(nèi)腔具有最終產(chǎn)品外型。3、將流動(dòng)溫壓成型粉末胚件在真空或還原性保護(hù)氣氛下,80(Tl3(KrC進(jìn)行燒結(jié),即獲得本發(fā)明的異型件胚件。4、進(jìn)行必要檢查,對(duì)微細(xì)變形處進(jìn)行整形。5、根據(jù)特定需要對(duì)整形件進(jìn)行微量機(jī)加工,以適應(yīng)不同群體差別化需求。下面對(duì)旋梭進(jìn)行燒結(jié)所用的燒結(jié)爐做出具體說(shuō)明。如圖I所示,為本發(fā)明采用的連續(xù)式燒結(jié)爐,其包括一組合式爐體,所述爐體的爐頭設(shè)有可升降爐門和進(jìn)料口 6、爐尾設(shè)有可升降爐門和出料口 60,所述爐體從爐頭到爐尾依次設(shè)置有脫脂段I、燒結(jié)段2、緩冷段3、冷卻段4。所述爐體結(jié)構(gòu)為網(wǎng)帶爐或者步進(jìn)梁式連續(xù)爐;采用推舟結(jié)構(gòu)燒結(jié)爐時(shí),料舟尺寸與爐膛溫度呈整數(shù)倍關(guān)系。所述進(jìn)料口 6與出料口 60之間采用外置循環(huán)機(jī)構(gòu)。該外循環(huán)機(jī)構(gòu)采用鏈輪、皮帶或齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。所述爐體在脫脂段與燒結(jié)段的連接段15上設(shè)有取樣口 150,所述取樣口采用上開口或側(cè)開口方式。該取樣口采用機(jī)械拉桿或螺栓緊固方式打開或關(guān)閉取樣口。如圖2至圖4所示為脫脂段的具體結(jié)構(gòu),所述脫脂段設(shè)有至少一根惰性氣體管道11,所述惰性氣體管道的出氣口分段設(shè)置在脫脂段爐膛13內(nèi),同時(shí)脫脂段設(shè)有至少一根控碳?xì)怏w管道12,所述控碳?xì)怏w管道的出氣口分段設(shè)置在脫脂段爐膛13內(nèi)。惰性氣體管道11及控碳?xì)怏w管道12可沿軸向設(shè)置一排或多排出氣口。圖2中惰性氣體管道11設(shè)有三根,分別為第一惰性氣體管道110、第二惰性氣體管道111、第三惰性氣體管道112,其伸入爐膛13內(nèi)部的長(zhǎng)度不同??靥?xì)怏w管道12也可以采用與惰性氣體管道11相同的結(jié)構(gòu)。控碳?xì)怏w氣流方向的調(diào)節(jié)可通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)控碳?xì)怏w管道12進(jìn)行,控碳?xì)怏w管道兩端轉(zhuǎn)動(dòng)連接在調(diào)向活節(jié)上,具體可采用螺紋聯(lián)接,控碳?xì)怏w管道上設(shè)有手柄,轉(zhuǎn)動(dòng)手柄,則出氣口方向隨控碳?xì)怏w管道12轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)生變化,當(dāng)然,為了實(shí)現(xiàn)惰性氣體管道11的出氣口方向的調(diào)節(jié),其也可以采用調(diào)向活節(jié)結(jié)構(gòu)。所述脫脂段設(shè)有至少兩個(gè)連通爐膽與爐體外空氣的冷卻通氣孔131,該冷卻通氣孔為可關(guān)閉及調(diào)節(jié)通氣量的可調(diào)通氣孔。該冷卻通氣孔131穿過(guò)保溫層130與脫脂段爐膽連通。通氣孔131采用自然通氣方式。當(dāng)需要調(diào)節(jié)區(qū)段溫度時(shí),可通過(guò)打開該區(qū)段上開口的開口大小來(lái)實(shí)現(xiàn),可以用一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)的擋板來(lái)遮住開口,轉(zhuǎn)動(dòng)擋板即可調(diào)節(jié)開口大小。所述控碳?xì)怏w管道內(nèi)的控碳?xì)怏w采用脫碳性氣氛,該脫碳性氣氛為H2或者H2O或者氨分解氣體或者CO2或者O2也或者是上述氣體的組合。所述脫脂段前端下方設(shè)置積蠟罐14,所述積蠟罐上設(shè)有接蠟口 140、惰性氣體入口 141及排空閥142。如圖5所示為緩冷段的具體結(jié)構(gòu),所述緩冷段3設(shè)置風(fēng)冷夾套結(jié)構(gòu),即將緩冷段設(shè)置為夾套管結(jié)構(gòu),外管套在內(nèi)管上,外管與內(nèi)管之間有一定的空間形成風(fēng)冷夾套內(nèi)腔30,所述風(fēng)冷夾套內(nèi)腔30由一鼓風(fēng)機(jī)31向內(nèi)吹風(fēng)。如圖6至圖8所示為冷卻段具體結(jié)構(gòu),所述冷卻段設(shè)置一可升降分隔門40將冷卻 段隔開,所述冷卻段在可升降分隔門前側(cè)及后側(cè)分別設(shè)有進(jìn)氣管道41,所述分隔門前側(cè)的進(jìn)氣管道用來(lái)輸送還原性氣體,所述分隔門后側(cè)的進(jìn)氣管道用來(lái)輸送惰性氣體。其中,所述進(jìn)氣管道41包括一橫向伸入冷卻段的布?xì)夤?11,該布?xì)夤軆啥藶榛罱Y(jié)413,布?xì)夤苌显O(shè)有若干個(gè)出氣口 412。活結(jié)與布?xì)夤懿捎寐菁y聯(lián)結(jié),當(dāng)需要調(diào)整氣流方向時(shí),通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)布?xì)夤芙嵌葋?lái)實(shí)現(xiàn)。如圖9和圖10所示,以脫脂段上的溫度報(bào)警裝置為例進(jìn)行說(shuō)明,脫脂段爐膛13外的保溫層130上設(shè)有一主測(cè)溫?zé)犭娕?1及一跟蹤測(cè)溫?zé)犭娕?0,所述主測(cè)溫?zé)犭娕技凹案櫆y(cè)溫?zé)犭娕寂c控制柜5連接,控制柜上設(shè)有一跟蹤超溫報(bào)警器52??刂乒?內(nèi)控制器根據(jù)主測(cè)溫?zé)犭娕?1及一跟蹤測(cè)溫?zé)犭娕?0測(cè)得的數(shù)據(jù)判斷是否超溫,如果超溫,則控制跟蹤超溫報(bào)警器52報(bào)警。燒結(jié)段上的溫度報(bào)警裝置與上述脫脂段上的溫度報(bào)警裝置結(jié)構(gòu)相同。另外,所述脫脂段及燒結(jié)段的發(fā)熱體采用碳化硅發(fā)熱體,所述燒結(jié)爐在脫脂段、燒結(jié)段設(shè)置燒結(jié)尺寸圖象采集系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有光電耦合機(jī)構(gòu),具有光學(xué)系統(tǒng)、信號(hào)處理系統(tǒng)、燒結(jié)收縮曲線設(shè)定程序及推舟時(shí)間設(shè)定程序等組成。緩冷段設(shè)置了保護(hù)氣體進(jìn)氣管道32,作為通入燒結(jié)氣體保護(hù)氣體之用,緩冷段設(shè)置熱電偶測(cè)溫裝置,用于監(jiān)測(cè)緩冷段的溫度,便于及時(shí)調(diào)整冷卻速度,減少產(chǎn)品變形。本發(fā)明的有益效果為I、在脫脂段分段增設(shè)惰性氣體管道,管道可根據(jù)需要在不同溫區(qū)進(jìn)行流量及氣流方向調(diào)節(jié);2、為避免氣流影響溫度場(chǎng)的均勻性,在脫脂段爐膽外側(cè)設(shè)冷卻通氣孔,避免爐膛內(nèi)部溫度無(wú)法控制;3、在脫脂段設(shè)置控碳?xì)怏w管道,控碳?xì)怏w根據(jù)需要可在不同區(qū)段進(jìn)行調(diào)整,控碳?xì)怏w進(jìn)入爐膛內(nèi)部后氣流方向可調(diào);4、控碳?xì)怏w米用脫碳性氣氛,這些氣氛包括H2、H20、氨分解氣體、CO2> O2以及它們的組合,以適應(yīng)控碳需要。含O2混合氣體氣體比例控制在非爆炸范圍。5、為確保尺寸均勻,采用網(wǎng)帶爐、步進(jìn)梁式連續(xù)爐;推舟結(jié)構(gòu)燒結(jié)爐時(shí),料舟尺寸與爐膛溫度呈整數(shù)倍關(guān)系。6、在緩冷段(燒結(jié)段與冷卻段)進(jìn)氣設(shè)置控溫手段,控制冷卻速度,減少產(chǎn)品變形;
7、在冷卻段設(shè)置分隔門,分隔門前段配置還原性氣體管道,以保證產(chǎn)品冷卻時(shí)的電位;8、為確保分隔爐門開啟時(shí)氧化性氣體的混入,在分隔爐門后段設(shè)置惰性氣體密封措施,以避免氧化性氣氛進(jìn)入分隔門前段而引起產(chǎn)品冷卻時(shí)氧化。9、為避免產(chǎn)品脫脂及燒結(jié)過(guò)程的溫度場(chǎng)不均勻而造成產(chǎn)品變形,優(yōu)選優(yōu)質(zhì)溫度控制措施,溫度的控制精度截面溫差±5°C以內(nèi)。這些措施包括優(yōu)質(zhì)炭化硅發(fā)熱體、對(duì)稱設(shè)置的溫度傳感檢測(cè)跟蹤措施;10、為有效實(shí)現(xiàn)燒結(jié)過(guò)程尺寸可控,在脫脂段、燒結(jié)段設(shè)置燒結(jié)尺寸圖象采集系統(tǒng),自動(dòng)跟蹤產(chǎn)品燒結(jié)尺寸變化情況,以調(diào)整脫脂、燒結(jié)工藝制度;11、為避免爐頭積蠟,在爐頭下設(shè)置積蠟罐體;積蠟罐體上設(shè)置惰性氣體管道,以保證排蠟過(guò)程不需要停爐操作,無(wú)氧化性氣體破壞系統(tǒng)平衡; 12、為實(shí)現(xiàn)過(guò)程生產(chǎn)連續(xù)性,采用外置循環(huán)機(jī)構(gòu),確保系統(tǒng)連續(xù)循環(huán)運(yùn)行。13、在脫脂段后續(xù)設(shè)置取樣口,便于取樣分析脫脂過(guò)程情況并做調(diào)整。本發(fā)明適用于蠟基、塑性體系的連續(xù)脫脂燒結(jié),燒結(jié)過(guò)程可實(shí)現(xiàn)碳可控,氣氛可控、溫度可控,產(chǎn)品尺寸可控,產(chǎn)品精度高,可與真空爐燒結(jié)產(chǎn)品媲美。
權(quán)利要求
1.一種利用流動(dòng)溫壓成型法制造旋梭的方法,其特征在于所述旋梭采用的合金材料為Fe2Ni Mo、FeCrMo或者FeCr,該旋梭的制造方法包括如下步驟 (1)采用霧化法生產(chǎn)原料合金粉末; (2)在原料合金粉末中添加原料合金納米精細(xì)粉末、含有表面活性劑及增塑劑的粘接劑進(jìn)行混煉制粒; (3)采用流動(dòng)溫壓成型工藝進(jìn)行旋梭模壓成型; (4)在燒結(jié)爐內(nèi)脫脂燒結(jié); (5)表面整形處理達(dá)到所需尺寸。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種利用流動(dòng)溫壓成型法制造旋梭的方法,其特征在于所述Fe2Ni Mo的原料合金粉末以重量計(jì)含有O. 2 O. 3%Mo粉、I. 5 2. 5%羰基鎳粉、余量為擬基鐵粉。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種利用流動(dòng)溫壓成型法制造旋梭的方法,其特征在于所述FeCrMo的原料合金粉末以重量計(jì)含有O. 2 O. 3%Mo粉、I. 5 2. 5%Cr粉、余量為羰基鐵粉。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種利用流動(dòng)溫壓成型法制造旋梭的方法,其特征在于所述FeCr的原料合金粉末以重量計(jì)含有O. 5 I. 5%Cr粉、余量為羰基鐵粉。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4任意一項(xiàng)所述的一種利用流動(dòng)溫壓成型法制造旋梭的方法,其特征在于所述原料合金粉末的粒度為10納米至200微米之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種利用流動(dòng)溫壓成型法制造旋梭的方法,其特征在于所述粘接劑采用聚乙二醇、聚醛及硬脂酸的混合物,或者采用聚乙烯蠟、石蠟、聚酰胺、硬脂酸的混合物,或者采用聚乙烯蠟、棕櫚蠟、硬脂酸的混合物;所述粘接劑的添加量占原料合金粉末重量的5%。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種利用流動(dòng)溫壓成型法制造旋梭的方法,其特征在于所述旋梭在溫度6(Tl80°C范圍內(nèi)進(jìn)行流動(dòng)溫壓成型,模具溫度4(Tl60°C。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種利用流動(dòng)溫壓成型法制造旋梭的方法,其特征在于燒結(jié)爐燒結(jié)的條件為在真空或還原性保護(hù)氣氛下,80(Tl3(KrC進(jìn)行脫脂燒結(jié)。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用流動(dòng)溫壓成型法制造旋梭的方法,其特征在于燒結(jié)采用連續(xù)式燒結(jié)爐,該燒結(jié)爐包括一組合式爐體,所述爐體的爐頭設(shè)有可升降爐門和進(jìn)料口,爐尾設(shè)有可升降爐門和出料口,所述爐體從爐頭到爐尾依次設(shè)置有脫脂段、燒結(jié)段、緩冷段、冷卻段,所述脫脂段設(shè)有至少一根惰性氣體管道,所述惰性氣體管道的出氣口分段設(shè)置在脫脂段爐膛內(nèi),同時(shí)脫脂段設(shè)有至少一根控碳?xì)怏w管道,所述控碳?xì)怏w管道的出氣口分段設(shè)置在脫脂段爐膛內(nèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的利用流動(dòng)溫壓成型法制造旋梭的方法,其特征在于所述惰性氣體管道從脫脂段左端進(jìn)入爐膛,所述控碳?xì)怏w管道從脫脂段右端進(jìn)入爐膛,所述惰性氣體管道及控碳?xì)怏w管道上設(shè)有流量調(diào)節(jié)閥。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用流動(dòng)溫壓成型法制造旋梭的方法,所述旋梭采用的合金材料為Fe2Ni Mo、FeCrMo或者FeCr,該旋梭的制造方法包括如下步驟(1)采用霧化法生產(chǎn)原料合金粉末;(2)在原料合金粉末中添加原料合金納米精細(xì)粉末、含有表面活性劑及增塑劑的粘接劑進(jìn)行混煉制粒;(3)采用流動(dòng)溫壓成型工藝進(jìn)行旋梭模壓成型;(4)在燒結(jié)爐內(nèi)脫脂燒結(jié);(5)表面整形處理達(dá)到所需尺寸。本發(fā)明采用Fe2Ni Mo、FeCrMo或者FeCr為原料,消除了成分偏析及不必要的內(nèi)在雜質(zhì),產(chǎn)品燒結(jié)收縮一致性好。
文檔編號(hào)B22F3/16GK102962457SQ20121049174
公開日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月27日
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