JP3101669B2 - 表面処理方法 - Google Patents
表面処理方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、機械的強度、耐摩耗性
等が要求される部品の製造に好適に採用される表面処理
方法に関する。
等が要求される部品の製造に好適に採用される表面処理
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、各種機械類などにおいて、耐
摩耗性、潤滑性等を付与する目的でニッケル又はニッケ
ル合金めっき皮膜中に複合材を共析させた複合めっき皮
膜、特に無電解ニッケルめっき皮膜中にポリテトラフル
オロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素樹脂粒子を共析さ
せた無電解Ｎｉ−Ｐ複合めっき皮膜を部品表面に形成す
ることが知られている。
摩耗性、潤滑性等を付与する目的でニッケル又はニッケ
ル合金めっき皮膜中に複合材を共析させた複合めっき皮
膜、特に無電解ニッケルめっき皮膜中にポリテトラフル
オロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素樹脂粒子を共析さ
せた無電解Ｎｉ−Ｐ複合めっき皮膜を部品表面に形成す
ることが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなニッケル又はニッケル合金の複合めっき皮膜は、そ
の用途によっては密着性、硬度などの機械的強度の点で
不十分な場合がある。
うなニッケル又はニッケル合金の複合めっき皮膜は、そ
の用途によっては密着性、硬度などの機械的強度の点で
不十分な場合がある。
【０００４】即ち、各種機械の鋼製摺動部材などには、
その表面硬度を高めるために浸炭又は浸炭窒化処理を施
すことがしばしば行われるが、この場合部材表面の浸炭
又は浸炭窒化層とニッケル又はニッケル合金複合めっき
皮膜との密着性が必ずしも十分ではなく、用途によって
は剥離等の不都合を生じる場合がある。
その表面硬度を高めるために浸炭又は浸炭窒化処理を施
すことがしばしば行われるが、この場合部材表面の浸炭
又は浸炭窒化層とニッケル又はニッケル合金複合めっき
皮膜との密着性が必ずしも十分ではなく、用途によって
は剥離等の不都合を生じる場合がある。
【０００５】また、ニッケル又はニッケル合金めっき皮
膜は、クロムめっき皮膜などに比べて硬度に劣るもので
ある。この場合、Ｎｉ−Ｐめっき皮膜は熱処理を行うこ
とにより、クロムめっき皮膜と同等の硬度を得ることが
可能であるが、複合材としてフッ素樹脂粒子を共析させ
た場合は、このフッ素樹脂粒子の融点が低いため高温で
熱処理することが困難である。
膜は、クロムめっき皮膜などに比べて硬度に劣るもので
ある。この場合、Ｎｉ−Ｐめっき皮膜は熱処理を行うこ
とにより、クロムめっき皮膜と同等の硬度を得ることが
可能であるが、複合材としてフッ素樹脂粒子を共析させ
た場合は、このフッ素樹脂粒子の融点が低いため高温で
熱処理することが困難である。
【０００６】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、表面に浸炭又は浸炭窒化層を有する素材であって
も、十分な硬度及び耐摩耗性を有するめっき皮膜を密着
性よく形成することができる表面処理方法を提供するこ
とを目的とする。
で、表面に浸炭又は浸炭窒化層を有する素材であって
も、十分な硬度及び耐摩耗性を有するめっき皮膜を密着
性よく形成することができる表面処理方法を提供するこ
とを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明者は、上
記目的を達成するため鋭意検討を行った結果、素材表面
に複合材を含まないニッケル−リン合金めっき皮膜を形
成し、このニッケル−リン合金めっき皮膜を熱処理して
ニッケルの拡散による素材との密着性向上及びその硬度
の向上を図ると共に、熱処理後のニッケル−リン合金め
っき層上にフッ素樹脂粒子を共析させたニッケル又はニ
ッケル合金複合めっき皮膜を形成することにより、表面
に浸炭又は浸炭窒化層を有する素材であっても、十分な
機械的強度を有し、かつ耐摩耗性に優れためっき皮膜を
密着性よく形成し得ることを見出し、本発明を完成した
ものである。
記目的を達成するため鋭意検討を行った結果、素材表面
に複合材を含まないニッケル−リン合金めっき皮膜を形
成し、このニッケル−リン合金めっき皮膜を熱処理して
ニッケルの拡散による素材との密着性向上及びその硬度
の向上を図ると共に、熱処理後のニッケル−リン合金め
っき層上にフッ素樹脂粒子を共析させたニッケル又はニ
ッケル合金複合めっき皮膜を形成することにより、表面
に浸炭又は浸炭窒化層を有する素材であっても、十分な
機械的強度を有し、かつ耐摩耗性に優れためっき皮膜を
密着性よく形成し得ることを見出し、本発明を完成した
ものである。
【０００８】即ち、上記方法によれば、下層のニッケル
−リン合金めっき皮膜が熱処理によって素材と良好に密
着すると共に、十分な高硬度化が図られ、この上にフッ
素樹脂粒子が共析したニッケル又はニッケル合金複合め
っき皮膜を形成することにより、下層のニッケル−リン
合金めっき皮膜とこのニッケル又はニッケル合金複合め
っき皮膜とは十分な密着性が得られるので、十分な密着
性を有するめっき皮膜が得られる。またこの場合、下層
のニッケル−リン合金めっき皮膜層が熱処理によって高
硬度化され、上層のニッケル又はニッケル合金複合めっ
き皮膜が下層の高硬度のニッケル−リン合金めっき皮膜
により支持されているので、めっき皮膜全体の硬度も顕
著に向上するものである。
−リン合金めっき皮膜が熱処理によって素材と良好に密
着すると共に、十分な高硬度化が図られ、この上にフッ
素樹脂粒子が共析したニッケル又はニッケル合金複合め
っき皮膜を形成することにより、下層のニッケル−リン
合金めっき皮膜とこのニッケル又はニッケル合金複合め
っき皮膜とは十分な密着性が得られるので、十分な密着
性を有するめっき皮膜が得られる。またこの場合、下層
のニッケル−リン合金めっき皮膜層が熱処理によって高
硬度化され、上層のニッケル又はニッケル合金複合めっ
き皮膜が下層の高硬度のニッケル−リン合金めっき皮膜
により支持されているので、めっき皮膜全体の硬度も顕
著に向上するものである。
【０００９】従って、本発明は、素材表面にニッケル−
リン合金めっき皮膜を形成し、該ニッケル−リンめっき
皮膜を熱処理した後、この上にニッケル又はニッケル合
金めっき皮膜中にフッ素樹脂粒子が共析した複合めっき
皮膜を形成することを特徴とする表面処理方法を提供す
るものである。
リン合金めっき皮膜を形成し、該ニッケル−リンめっき
皮膜を熱処理した後、この上にニッケル又はニッケル合
金めっき皮膜中にフッ素樹脂粒子が共析した複合めっき
皮膜を形成することを特徴とする表面処理方法を提供す
るものである。
【００１０】以下、本発明について更に詳しく説明す
る。本発明のニッケルめっき皮膜の形成方法は、図１に
示したように、素材１の表面にニッケル−リン合金めっ
き皮膜層２を形成し、このニッケル−リン合金めっき皮
膜層２を熱処理した後、この上にフッ素樹脂粒子（図示
せず）が均一に共析したニッケル又はニッケル合金複合
めっき皮膜層３を形成するものである。なお、図中４は
ニッケル−リンの素材への拡散層である。
る。本発明のニッケルめっき皮膜の形成方法は、図１に
示したように、素材１の表面にニッケル−リン合金めっ
き皮膜層２を形成し、このニッケル−リン合金めっき皮
膜層２を熱処理した後、この上にフッ素樹脂粒子（図示
せず）が均一に共析したニッケル又はニッケル合金複合
めっき皮膜層３を形成するものである。なお、図中４は
ニッケル−リンの素材への拡散層である。
【００１１】上記ニッケル−リン合金めっき皮膜層２の
形成は、電気めっき法で行っても無電解めっき法で行っ
てもよいが、均一な皮膜が得られることから無電解めっ
き法で形成することが好ましい。この場合、リンの含有
量は１〜１２重量％、特に３〜１０％とすることが好ま
しい。なお、このニッケルめっき皮膜層２の厚さは、特
に制限されるものではないが、２〜３０μｍ、特に５〜
２０μｍとすることが好ましく、２μｍ未満では良好な
密着性及び硬度を有するニッケル複合めっき皮膜が得ら
れない場合がある。
形成は、電気めっき法で行っても無電解めっき法で行っ
てもよいが、均一な皮膜が得られることから無電解めっ
き法で形成することが好ましい。この場合、リンの含有
量は１〜１２重量％、特に３〜１０％とすることが好ま
しい。なお、このニッケルめっき皮膜層２の厚さは、特
に制限されるものではないが、２〜３０μｍ、特に５〜
２０μｍとすることが好ましく、２μｍ未満では良好な
密着性及び硬度を有するニッケル複合めっき皮膜が得ら
れない場合がある。
【００１２】このニッケル−リン合金めっき皮膜２を熱
処理するときの条件は、特に限定されるものではない
が、処理温度１９０〜６００℃、特に２００〜４００℃
で、１０分〜３時間、通常６０分程度熱処理することが
好ましい。この場合、処理温度が１９０℃未満である
と、このニッケルめっき皮膜２と素材１との間に良好な
密着性が得られない場合がある。また、あまり高温であ
ると熱処理雰囲気が酸化性雰囲気の場合皮膜表面が酸化
されてしまい、ニッケル−リン合金めっき皮膜２とニッ
ケル又はニッケル合金複合めっき皮膜層３との間に良好
な密着性が得られない場合がある。
処理するときの条件は、特に限定されるものではない
が、処理温度１９０〜６００℃、特に２００〜４００℃
で、１０分〜３時間、通常６０分程度熱処理することが
好ましい。この場合、処理温度が１９０℃未満である
と、このニッケルめっき皮膜２と素材１との間に良好な
密着性が得られない場合がある。また、あまり高温であ
ると熱処理雰囲気が酸化性雰囲気の場合皮膜表面が酸化
されてしまい、ニッケル−リン合金めっき皮膜２とニッ
ケル又はニッケル合金複合めっき皮膜層３との間に良好
な密着性が得られない場合がある。
【００１３】この熱処理によってニッケルが素材１に拡
散してニッケル−リン合金めっき皮膜２の素材１に対す
る密着性が向上する。また、ニッケル−リン合金めっき
皮膜２の硬度も顕著に向上させることができる。この場
合、硬度はビッカース硬度Ｈｖとして５００〜１００
０、特に５５０〜８００となるように熱処理することが
好ましい。
散してニッケル−リン合金めっき皮膜２の素材１に対す
る密着性が向上する。また、ニッケル−リン合金めっき
皮膜２の硬度も顕著に向上させることができる。この場
合、硬度はビッカース硬度Ｈｖとして５００〜１００
０、特に５５０〜８００となるように熱処理することが
好ましい。
【００１４】この熱処理後のニッケル−リン合金めっき
皮膜２上に形成するフッ素樹脂粒子が共析したニッケル
又はニッケル合金複合めっき皮膜層３の形成は、電気め
っき法で行っても無電解めっき法で行ってもよいが、皮
膜の均一性の点から無電解めっき法で行うことが好まし
く、特に無電解Ｎｉ−Ｐ／フッ素樹脂粒子複合めっき皮
膜とすることが好ましい。この場合、リンの含有量は１
〜１２重量％、特に３〜１０％とすることが好ましい。
皮膜２上に形成するフッ素樹脂粒子が共析したニッケル
又はニッケル合金複合めっき皮膜層３の形成は、電気め
っき法で行っても無電解めっき法で行ってもよいが、皮
膜の均一性の点から無電解めっき法で行うことが好まし
く、特に無電解Ｎｉ−Ｐ／フッ素樹脂粒子複合めっき皮
膜とすることが好ましい。この場合、リンの含有量は１
〜１２重量％、特に３〜１０％とすることが好ましい。
【００１５】このニッケル又はニッケル合金複合めっき
皮膜層３の厚さは、特に制限されるものではないが、２
〜５０μｍ、特に５〜１０μｍとすることが好ましく、
このニッケル又はニッケル合金複合めっき皮膜層３の厚
さが２μｍ未満であると、十分な耐摩耗性、潤滑性が得
られない場合がある。
皮膜層３の厚さは、特に制限されるものではないが、２
〜５０μｍ、特に５〜１０μｍとすることが好ましく、
このニッケル又はニッケル合金複合めっき皮膜層３の厚
さが２μｍ未満であると、十分な耐摩耗性、潤滑性が得
られない場合がある。
【００１６】ここで、このニッケル又はニッケル合金複
合めっき皮膜層３中に共析させるフッ素樹脂粒子として
は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラ
フルオロエチレン／ヘキサフルオロプロピレン共重合体
（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン／パーフルオロア
ルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）などの粒子が
挙げられ、これらの１種又は２種以上を用いることがで
きる。これらフッ素樹脂粒子の共析量は、特に制限され
るものではないが、２〜１０重量％、特に３〜９重量％
とすることが好ましく、フッ素樹脂粒子共析量が２重量
％未満であると、良好な耐摩耗性、潤滑性が得られない
場合があり、一方１０重量％を超えると、皮膜の硬度が
低下する場合がある。
合めっき皮膜層３中に共析させるフッ素樹脂粒子として
は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラ
フルオロエチレン／ヘキサフルオロプロピレン共重合体
（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン／パーフルオロア
ルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）などの粒子が
挙げられ、これらの１種又は２種以上を用いることがで
きる。これらフッ素樹脂粒子の共析量は、特に制限され
るものではないが、２〜１０重量％、特に３〜９重量％
とすることが好ましく、フッ素樹脂粒子共析量が２重量
％未満であると、良好な耐摩耗性、潤滑性が得られない
場合があり、一方１０重量％を超えると、皮膜の硬度が
低下する場合がある。
【００１７】なお、このニッケル又はニッケル合金複合
めっき皮膜層３には、上記フッ素樹脂粒子と共に、フッ
化黒鉛、炭化珪素、セラミック、窒化金属、金属酸化物
などの粒子や繊維を共析させることもできる。また、ニ
ッケル又はニッケル合金複合めっき皮膜層３を形成した
後、特にＮｉ−Ｐ複合めっき皮膜の場合は、これを熱処
理することも可能であるが、この場合フッ素樹脂粒子の
融点が低いので、２００〜３５０℃、特に２５０〜３２
０℃程度の比較的低い温度で０．５〜３時間、特に０．
５〜１時間熱処理することが好ましい。
めっき皮膜層３には、上記フッ素樹脂粒子と共に、フッ
化黒鉛、炭化珪素、セラミック、窒化金属、金属酸化物
などの粒子や繊維を共析させることもできる。また、ニ
ッケル又はニッケル合金複合めっき皮膜層３を形成した
後、特にＮｉ−Ｐ複合めっき皮膜の場合は、これを熱処
理することも可能であるが、この場合フッ素樹脂粒子の
融点が低いので、２００〜３５０℃、特に２５０〜３２
０℃程度の比較的低い温度で０．５〜３時間、特に０．
５〜１時間熱処理することが好ましい。
【００１８】なおまた、上記ニッケル−リン合金めっき
皮膜層２及びニッケル又はニッケル合金複合めっき層３
を形成するめっき浴及びめっき条件は、ニッケル−リン
合金めっきやニッケル又はニッケル合金複合めっきを行
う場合の通常のめっき浴及び条件とすることができる。
皮膜層２及びニッケル又はニッケル合金複合めっき層３
を形成するめっき浴及びめっき条件は、ニッケル−リン
合金めっきやニッケル又はニッケル合金複合めっきを行
う場合の通常のめっき浴及び条件とすることができる。
【００１９】
【実施例】以下、実施例を示して本発明を具体的に説明
するが、本発明は下記実施例に制限されるものではな
い。表面に浸炭窒化層が形成されたスチール製の素材を
市販の無電解ニッケル−リンめっき液（上村工業（株）
社製ニムデンＳＸ）に浸漬して、その素材表面に厚さ１
０μｍ、リン含有量９％の無電解Ｎｉ−Ｐめっき皮膜を
形成した後、素材ごと加熱炉内に収容し、大気雰囲気
中、３００℃で６０分熱処理した。
するが、本発明は下記実施例に制限されるものではな
い。表面に浸炭窒化層が形成されたスチール製の素材を
市販の無電解ニッケル−リンめっき液（上村工業（株）
社製ニムデンＳＸ）に浸漬して、その素材表面に厚さ１
０μｍ、リン含有量９％の無電解Ｎｉ−Ｐめっき皮膜を
形成した後、素材ごと加熱炉内に収容し、大気雰囲気
中、３００℃で６０分熱処理した。
【００２０】この素材を更に市販の無電解ニッケル−リ
ン／フッ素樹脂複合めっき液（上村工業（株）社製ニム
フロン）に浸漬して、上記無電解Ｎｉ−Ｐめっき皮膜上
に厚さ１０μｍ、リン含有量９％、フッ素樹脂粒子（Ｐ
ＴＦＥ）共析量約７重量％の無電解Ｎｉ−Ｐ／ＰＴＦＥ
複合めっき皮膜を形成した後、再び加熱炉内に仕込ん
で、大気雰囲気中、３００℃で６０分間熱処理した。
ン／フッ素樹脂複合めっき液（上村工業（株）社製ニム
フロン）に浸漬して、上記無電解Ｎｉ−Ｐめっき皮膜上
に厚さ１０μｍ、リン含有量９％、フッ素樹脂粒子（Ｐ
ＴＦＥ）共析量約７重量％の無電解Ｎｉ−Ｐ／ＰＴＦＥ
複合めっき皮膜を形成した後、再び加熱炉内に仕込ん
で、大気雰囲気中、３００℃で６０分間熱処理した。
【００２１】得られた無電解Ｎｉ−Ｐ／ＰＴＦＥめっき
皮膜の素材との密着性を下記方法により評価したとこ
ろ、素材表面に直接無電解Ｎｉ−Ｐ／ＰＴＦＥめっき皮
膜を形成した場合に比べて極めて良好な密着性を有する
ことが確認された。また、下記方法により、皮膜全体の
ビッカース硬度を評価したところ、直接無電解Ｎｉ−Ｐ
／ＰＴＦＥめっき皮膜を形成した従来のものに比べてＨ
ｖ３００のものが約Ｈｖ６５０にまで向上することが確
認された。
皮膜の素材との密着性を下記方法により評価したとこ
ろ、素材表面に直接無電解Ｎｉ−Ｐ／ＰＴＦＥめっき皮
膜を形成した場合に比べて極めて良好な密着性を有する
ことが確認された。また、下記方法により、皮膜全体の
ビッカース硬度を評価したところ、直接無電解Ｎｉ−Ｐ
／ＰＴＦＥめっき皮膜を形成した従来のものに比べてＨ
ｖ３００のものが約Ｈｖ６５０にまで向上することが確
認された。
【００２２】密着性評価方法 ＪＩＳ Ｈ８６１５に準じる折り曲げ試験ビッカース硬度評価方法 ＪＩＳ Ｈ８６１５に準じる微小硬度測定試験 荷重 ５０ｇ、荷重保持時間 １５秒
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の表面処理
方法によれば、素材の表面に機械的強度が高く、耐摩耗
性に優れためっき皮膜を密着性よく形成することができ
る。
方法によれば、素材の表面に機械的強度が高く、耐摩耗
性に優れためっき皮膜を密着性よく形成することができ
る。
【図１】本発明の表面処理方法により得られためっき皮
膜を示す断面図である。
膜を示す断面図である。
１ 素材 ２ ニッケル−リン合金めっき皮膜 ３ ニッケル又はニッケル合金複合めっき皮膜 ４ ニッケル−リン／素材拡散層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡田 益雄 大阪府守口市梶町３丁目35番23号 株式 会社サミックス内 (72)発明者 松波 秀明 大阪府守口市梶町３丁目35番23号 株式 会社サミックス内 (72)発明者 綾目 正彦 大阪府守口市梶町３丁目35番23号 株式 会社サミックス内 (56)参考文献 特開 平３−68778（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−9499（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C23C 18/00 - 18/54 C25D 15/02
Claims (1)
- 【請求項１】 素材表面にニッケル−リン合金めっき皮
膜を形成し、該ニッケル−リンめっき皮膜を熱処理した
後、この上にニッケル又はニッケル合金めっき皮膜中に
フッ素樹脂粒子が共析した複合めっき皮膜を形成するこ
とを特徴とする表面処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03351552A JP3101669B2 (ja) | 1991-12-12 | 1991-12-12 | 表面処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03351552A JP3101669B2 (ja) | 1991-12-12 | 1991-12-12 | 表面処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05163582A JPH05163582A (ja) | 1993-06-29 |
| JP3101669B2 true JP3101669B2 (ja) | 2000-10-23 |
Family
ID=18418056
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03351552A Expired - Fee Related JP3101669B2 (ja) | 1991-12-12 | 1991-12-12 | 表面処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3101669B2 (ja) |
Families Citing this family (12)
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|---|---|---|---|---|
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| GB0215916D0 (en) * | 2002-07-10 | 2002-08-21 | Univ Dundee | Coatings |
| US7302211B2 (en) | 2004-09-17 | 2007-11-27 | Sharp Kabushiki Kaisha | Charging apparatus and image forming apparatus with plated electrode |
| JP4511317B2 (ja) * | 2004-11-09 | 2010-07-28 | Ｎｔｎ株式会社 | 樹脂製軸受部品とその製造方法 |
| JP4493616B2 (ja) * | 2006-03-20 | 2010-06-30 | シャープ株式会社 | 帯電装置およびその製造方法ならびに画像形成装置 |
| JP4504325B2 (ja) * | 2006-03-20 | 2010-07-14 | シャープ株式会社 | 帯電装置の製造方法および画像形成装置 |
| US7729639B2 (en) | 2006-03-20 | 2010-06-01 | Sharp Kabushiki Kaisha | Charging apparatus and image forming apparatus |
| JP4522464B2 (ja) * | 2008-04-22 | 2010-08-11 | シャープ株式会社 | 帯電装置および画像形成装置 |
| AT511572B1 (de) * | 2011-06-01 | 2013-02-15 | Ke Kelit Kunststoffwerk Gmbh | Beschichtung umfassend ni-p-ptfe in kombination mit einem polykationischen polymer |
| CN106958013A (zh) * | 2017-03-24 | 2017-07-18 | 东北电力大学 | 一种化学镀Ni‑P‑PTFE复合镀层制备工艺 |
| DE102017222289A1 (de) * | 2017-12-08 | 2019-06-13 | Robert Bosch Gmbh | Elektromotor |
| JP7135488B2 (ja) * | 2018-06-20 | 2022-09-13 | 日本製鉄株式会社 | チタン板のプレス用金型及びチタン板のプレス成形方法 |
-
1991
- 1991-12-12 JP JP03351552A patent/JP3101669B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05163582A (ja) | 1993-06-29 |
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