JPS5928566A - ガス軟窒化法 - Google Patents
ガス軟窒化法Info
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C8/06—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
- C23C8/08—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases only one element being applied
- C23C8/24—Nitriding
- C23C8/26—Nitriding of ferrous surfaces
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、ガス軟窒化法に関し、とくに、ガス軟窒化
炉の前室に被処理物を搬入すg前に、被処理物の表面温
度よりも露点温度の低いガスを導入することにより、仕
上り肌が良好で化合物層の厚さおよび表面硬さが均一な
品物が得られるようにしたものである。
炉の前室に被処理物を搬入すg前に、被処理物の表面温
度よりも露点温度の低いガスを導入することにより、仕
上り肌が良好で化合物層の厚さおよび表面硬さが均一な
品物が得られるようにしたものである。
従来、ガス軟窒化法として、アンモニアガスと吸熱型変
成ガス、アンモニアガスと発熱型変成ガス、有機液剤分
解ガスとアンモニアガスを主成分とする雰囲気ガス等が
用いられているが、何れのガス軟窒化法においても、前
室の雰囲気ガスの露点温度は約10〜35℃であって前
室内に搬入さf]。
成ガス、アンモニアガスと発熱型変成ガス、有機液剤分
解ガスとアンモニアガスを主成分とする雰囲気ガス等が
用いられているが、何れのガス軟窒化法においても、前
室の雰囲気ガスの露点温度は約10〜35℃であって前
室内に搬入さf]。
る被処理物の表面温度よりも高くなっている。このよう
な状態の前室に常温の被処理物を搬入すると、前室の雰
囲気ガス中の水分が被処理物の表面に結露して水滴が生
じ、この水滴に雰囲気ガス中のアンモニアが溶は込んで
アンモニア水が生成され、被処理物の表面にはアンモニ
ア水によって腐食された斑模様が発生する。また、雰囲
気ガス中の一酸化炭素GOは、低温域においては、CO
→C+CO2の反応によって炭素Cを析出するため、こ
の析出炭素Cが被処理物の表面の水滴に付着する。
な状態の前室に常温の被処理物を搬入すると、前室の雰
囲気ガス中の水分が被処理物の表面に結露して水滴が生
じ、この水滴に雰囲気ガス中のアンモニアが溶は込んで
アンモニア水が生成され、被処理物の表面にはアンモニ
ア水によって腐食された斑模様が発生する。また、雰囲
気ガス中の一酸化炭素GOは、低温域においては、CO
→C+CO2の反応によって炭素Cを析出するため、こ
の析出炭素Cが被処理物の表面の水滴に付着する。
従来の方法では、上記のような被処理物を加熱室に送っ
てガス軟窒化処理が行なわれているため、処理された品
物の表面仕上り肌が悪くなるだけでなく、品物の表面に
形成され、る化合物層の厚さ、および表面硬さにばらつ
きが生じることになる。
てガス軟窒化処理が行なわれているため、処理された品
物の表面仕上り肌が悪くなるだけでなく、品物の表面に
形成され、る化合物層の厚さ、および表面硬さにばらつ
きが生じることになる。
そこで、前室における被処理物の表面の水滴発生を防止
するため、被処理物を予熱して前室に搬入し、その後、
加熱室においてガス軟窒化処理を行なう方法も採用され
ているが、この方法によると、ガス軟窒化炉本体以外に
予熱炉まだは予熱室が必要となるため、大型の設備とな
って設備費が高価となるだけでなく、本来のガス軟窒化
処理工程のほかに予熱工程が加わり、処理時間が全体と
して長くなるという欠点がある。
するため、被処理物を予熱して前室に搬入し、その後、
加熱室においてガス軟窒化処理を行なう方法も採用され
ているが、この方法によると、ガス軟窒化炉本体以外に
予熱炉まだは予熱室が必要となるため、大型の設備とな
って設備費が高価となるだけでなく、本来のガス軟窒化
処理工程のほかに予熱工程が加わり、処理時間が全体と
して長くなるという欠点がある。
この発明は、上記の欠点を除去するだめになされたもの
であり、この発明の目的は、前室における雰囲気ガスの
露点温度を被処理物の表面温度よりも低下させるように
したガス軟窒化法を提供す−ることにあり、また、この
発明の目的は、処理された品物の仕上り肌を光輝にして
、表面化合物層の厚さおよび硬さを均一にすることがで
きるガス軟窒化法を提供することにあり、さらに、この
発明の目的は、設備費が安価で処理工程が簡単なガス軟
窒化法を提供することにある。
であり、この発明の目的は、前室における雰囲気ガスの
露点温度を被処理物の表面温度よりも低下させるように
したガス軟窒化法を提供す−ることにあり、また、この
発明の目的は、処理された品物の仕上り肌を光輝にして
、表面化合物層の厚さおよび硬さを均一にすることがで
きるガス軟窒化法を提供することにあり、さらに、この
発明の目的は、設備費が安価で処理工程が簡単なガス軟
窒化法を提供することにある。
すなわち、この発明は、図示する実施例のように、ガス
軟窒化炉の前室10を経て加熱室12に送られた被処理
物をガス軟窒化処理するに当り、被処理物の表面温度よ
りも露点温度の低いガスを前室10内に導入し、前室1
0内の雰囲気ガスの露点温度が被処理物の表面温度より
も低下した後に、被処理物を前室10内に搬入すること
を特徴とするガス軟窒化法に係る。
軟窒化炉の前室10を経て加熱室12に送られた被処理
物をガス軟窒化処理するに当り、被処理物の表面温度よ
りも露点温度の低いガスを前室10内に導入し、前室1
0内の雰囲気ガスの露点温度が被処理物の表面温度より
も低下した後に、被処理物を前室10内に搬入すること
を特徴とするガス軟窒化法に係る。
この発明は、前室を有するガス軟窒化炉を用いて、鉄鋼
部品等の被処理物をガス軟窒化処理するに当り、被処理
物を前室に搬入する前に、被処理物の表面温度よりも露
点温度の低いガスを前室内に導入して、加熱室から前室
に流出した雰囲気ガスとの混合ガスの露点温度が、被処
理物の表面温度より低下した後に、被処理物を前室内に
搬入する。前室内に導入するガスとしては、被処理物の
表面温度よりも露点温度の低いガスであれば、如何なる
種類のガスでも使用することができるが、酸化性ガスは
被処理物を光輝処理する目的から適当でなく、爆発性ガ
ス、可燃性ガス、毒性ガスも安全性の見地から適当でな
く、安全性が高く、しかも、経済的に安価なガスの中か
ら選定すれば、窒素ガスが最も好ましく、炭酸ガス、ア
ルゴン等も必要に応じ使用することができる。これらの
導入ガスは、その露点温度が被処理物の表面温′度より
も十分に低いものを使用するのが好ましい。たとえば、
市販のボンベ入り窒素ガスの露点温度は−50℃程度で
あり、ボンベ入り液体窒素の露点温度は一80℃程度で
あるから、そのまま使用することができる。
部品等の被処理物をガス軟窒化処理するに当り、被処理
物を前室に搬入する前に、被処理物の表面温度よりも露
点温度の低いガスを前室内に導入して、加熱室から前室
に流出した雰囲気ガスとの混合ガスの露点温度が、被処
理物の表面温度より低下した後に、被処理物を前室内に
搬入する。前室内に導入するガスとしては、被処理物の
表面温度よりも露点温度の低いガスであれば、如何なる
種類のガスでも使用することができるが、酸化性ガスは
被処理物を光輝処理する目的から適当でなく、爆発性ガ
ス、可燃性ガス、毒性ガスも安全性の見地から適当でな
く、安全性が高く、しかも、経済的に安価なガスの中か
ら選定すれば、窒素ガスが最も好ましく、炭酸ガス、ア
ルゴン等も必要に応じ使用することができる。これらの
導入ガスは、その露点温度が被処理物の表面温′度より
も十分に低いものを使用するのが好ましい。たとえば、
市販のボンベ入り窒素ガスの露点温度は−50℃程度で
あり、ボンベ入り液体窒素の露点温度は一80℃程度で
あるから、そのまま使用することができる。
また、前室への導入ガスの流量、あるいは導入時間は、
前記のボンベ入り窒素ガスの場9では、約5〜15分間
継続する程度でよく、その間の適宜の時点で被処理物を
前室に搬入し、前室内の雰囲気ガスが安定するのをまっ
て、被処理物を加熱室に送り出した後に窒素ガスの導入
を停止する。
前記のボンベ入り窒素ガスの場9では、約5〜15分間
継続する程度でよく、その間の適宜の時点で被処理物を
前室に搬入し、前室内の雰囲気ガスが安定するのをまっ
て、被処理物を加熱室に送り出した後に窒素ガスの導入
を停止する。
このように、被処理物が前室に搬入される時点では、前
室内の雰囲気ガスの露点温度は、被処理物の表面温度よ
りも低下口だ状態に維持されているから、前室内に搬入
された被処理物の表面に雰囲気ガスが接触しても、水滴
が発生することはない。
室内の雰囲気ガスの露点温度は、被処理物の表面温度よ
りも低下口だ状態に維持されているから、前室内に搬入
された被処理物の表面に雰囲気ガスが接触しても、水滴
が発生することはない。
次に、この発明の方法を第1図に示しだノ々ツチ型ガス
軟窒化炉に適用した場合の工程について説明する。同図
において、符号10は前室、12は加熱室、14は油槽
をそれぞれ示し、前室10の前壁には入口扉15、前室
10と加熱室12との仕切壁には中間扉16がそれぞれ
開閉自在に設けである。また、前室10には、窒素ガス
導入管20を設け、加熱室12には、図示しない雰囲気
ガス供給管が設けである。加熱室12内の上部には、攪
拌用ファン21が架設され、このファン21は、加熱室
12の土壁外部に設けだモータ22によって回転して、
加熱室12内の雰囲気ガスを攪拌する。まだ、油槽14
には、モータ25によって回転する攪拌羽根26が設け
てあり、該攪拌羽根26を介して油槽14内に貯留され
た冷却油を攪拌する。
軟窒化炉に適用した場合の工程について説明する。同図
において、符号10は前室、12は加熱室、14は油槽
をそれぞれ示し、前室10の前壁には入口扉15、前室
10と加熱室12との仕切壁には中間扉16がそれぞれ
開閉自在に設けである。また、前室10には、窒素ガス
導入管20を設け、加熱室12には、図示しない雰囲気
ガス供給管が設けである。加熱室12内の上部には、攪
拌用ファン21が架設され、このファン21は、加熱室
12の土壁外部に設けだモータ22によって回転して、
加熱室12内の雰囲気ガスを攪拌する。まだ、油槽14
には、モータ25によって回転する攪拌羽根26が設け
てあり、該攪拌羽根26を介して油槽14内に貯留され
た冷却油を攪拌する。
上記の・々ツチ型ガス軟窒化炉の前室10内に、被処理
物(図示せず)が搬入される前の約5〜15分間、前室
10の窒素ガス導入管20に連結されている窒素ガスボ
ンベから窒素ガスを導入する。
物(図示せず)が搬入される前の約5〜15分間、前室
10の窒素ガス導入管20に連結されている窒素ガスボ
ンベから窒素ガスを導入する。
導入された窒素ガスの流量を適宜調節して前室1゜内の
雰囲気ガスの露点温度が被処理物の表面温度より低下し
た後に、被処理物を前室10内に搬入する。かくして、
前室10内の雰囲気ガスが安定した後、被処理物を加熱
室12に送り、その後に窒素ガスの前室10への導入を
停止する。続いて、加熱室12において被処理物のガス
軟窒化処理を行ない、処理が完了した品物は加熱室12
から前室10に搬出する。加熱室12で処理された品物
のうち、ガス冷却する品物は前室10でガス冷却するが
、油冷却する品物は、前室10に搬出した直後に油槽1
4の冷却油内に浸漬して油冷却する。
雰囲気ガスの露点温度が被処理物の表面温度より低下し
た後に、被処理物を前室10内に搬入する。かくして、
前室10内の雰囲気ガスが安定した後、被処理物を加熱
室12に送り、その後に窒素ガスの前室10への導入を
停止する。続いて、加熱室12において被処理物のガス
軟窒化処理を行ない、処理が完了した品物は加熱室12
から前室10に搬出する。加熱室12で処理された品物
のうち、ガス冷却する品物は前室10でガス冷却するが
、油冷却する品物は、前室10に搬出した直後に油槽1
4の冷却油内に浸漬して油冷却する。
この品物の冷却時において、前室10に再び窒素ガスを
導入して、前室10内への空気の吸込みを防止するとと
もに、ガス冷却する場合の冷却速度を増大させるように
することもできる。冷却された品物は、前室10から炉
外に搬送する。
導入して、前室10内への空気の吸込みを防止するとと
もに、ガス冷却する場合の冷却速度を増大させるように
することもできる。冷却された品物は、前室10から炉
外に搬送する。
第2図は、この発明の方法を連続型ガス軟窒化炉に適用
した場合であり、同図において、符号10は前室、12
は加熱室、18は後室、14は油槽をそれぞれ示し、前
室10の前壁には入口扉15、前室10と加熱室12と
の仕切壁および加熱室12と後室18との仕切壁には、
それぞれ、中間扉16および17、後室18の後壁には
、出口扉19が、それぞれ開閉自在に設けである。符号
20は、前室10の窒素ガス導入管、26ば、後室18
の窒素ガス導入管、21は、加熱室12の攪拌用ファン
、22は攪拌用ファンのモータ、26ば、−油槽14の
攪拌羽根、25は、攪拌羽根のモータである。
した場合であり、同図において、符号10は前室、12
は加熱室、18は後室、14は油槽をそれぞれ示し、前
室10の前壁には入口扉15、前室10と加熱室12と
の仕切壁および加熱室12と後室18との仕切壁には、
それぞれ、中間扉16および17、後室18の後壁には
、出口扉19が、それぞれ開閉自在に設けである。符号
20は、前室10の窒素ガス導入管、26ば、後室18
の窒素ガス導入管、21は、加熱室12の攪拌用ファン
、22は攪拌用ファンのモータ、26ば、−油槽14の
攪拌羽根、25は、攪拌羽根のモータである。
上記の連続型ガス軟窒化炉における工程は、前記パッチ
型ガス軟窒化炉の場合と同様に、前室10に被処理物を
搬入する前に、窒素ガス導入管20から前室10内に窒
素ガスを導入して、前室10内の雰囲気ガスの露点温度
を被処理物の表面温度より低下させた後に、被処理物を
前室101;’fに搬入し、前室10内の雰囲気ガスが
安定した後、被処理物を加熱室12に送り、その後に窒
素ガスの導入を停止する。加熱室12に送られた被処理
物は、ガス軟窒化処理され、処理が完了しか品物は、後
室18に搬出されて、後室18においてガス冷却される
か、あるいは後室18から油槽14の冷却油内に浸漬し
て油冷却される。この冷却時に、後室18内に窒素ガス
i入管23を介して窒素ガスを導入して、後室18内へ
の空気の吸込みを防止するとともに、ガス冷却する場合
の冷却速度を増大させ゛るようにすることもできる。冷
却された品物は、後室18から炉外に搬送する。
型ガス軟窒化炉の場合と同様に、前室10に被処理物を
搬入する前に、窒素ガス導入管20から前室10内に窒
素ガスを導入して、前室10内の雰囲気ガスの露点温度
を被処理物の表面温度より低下させた後に、被処理物を
前室101;’fに搬入し、前室10内の雰囲気ガスが
安定した後、被処理物を加熱室12に送り、その後に窒
素ガスの導入を停止する。加熱室12に送られた被処理
物は、ガス軟窒化処理され、処理が完了しか品物は、後
室18に搬出されて、後室18においてガス冷却される
か、あるいは後室18から油槽14の冷却油内に浸漬し
て油冷却される。この冷却時に、後室18内に窒素ガス
i入管23を介して窒素ガスを導入して、後室18内へ
の空気の吸込みを防止するとともに、ガス冷却する場合
の冷却速度を増大させ゛るようにすることもできる。冷
却された品物は、後室18から炉外に搬送する。
第1表は、この発明の方法により処理した品物と従来の
方法により処理した品物との表面仕上り肌、表面に形成
された化合物層の厚さおよび表面硬さを比較するために
実施した試験結果である。
方法により処理した品物との表面仕上り肌、表面に形成
された化合物層の厚さおよび表面硬さを比較するために
実施した試験結果である。
試験には、パッチ型ガス軟窒化炉を使用し、S P C
Cおよび8450の材質からなる被処理物について行な
った。前室への導入ガスは市販のボンベ入り窒素ガスを
使用して、加熱炉における雰囲気ガスは、アンモニアガ
ス70乞有機液剤分解ガス30多の混合ガスとし、処理
温度570℃で2時間処理した後、油冷却した。
Cおよび8450の材質からなる被処理物について行な
った。前室への導入ガスは市販のボンベ入り窒素ガスを
使用して、加熱炉における雰囲気ガスは、アンモニアガ
ス70乞有機液剤分解ガス30多の混合ガスとし、処理
温度570℃で2時間処理した後、油冷却した。
第1表
第1表の結果から明らかなように、この発明の方法によ
り処理した品物は、従来の方法により処理した品物に比
べて、表面仕上り肌が光輝であるだけでなく、表面の化
合物層の厚さが厚くなり、表面硬さも硬くなり、しかも
それらのばらつきが少なく均一な表面層が得られること
が判る。
り処理した品物は、従来の方法により処理した品物に比
べて、表面仕上り肌が光輝であるだけでなく、表面の化
合物層の厚さが厚くなり、表面硬さも硬くなり、しかも
それらのばらつきが少なく均一な表面層が得られること
が判る。
以上、説明したように、・この発明は、ガス軟窒化炉の
前室に、露点温度が、被処理物の表面温度よりも低いガ
スを導入して、前室内の雰囲気ガスの露点温度を被処理
物の表面温度より低下させた後に、被処理物を前室に搬
入する構成としているから、前室に搬入された被処理物
の表面に水滴を発生させずに加熱室におけるガス軟窒化
処理を行うことが可能となる。したがって、この発明に
よれば、従来のように水滴にアンモニアが溶は込んだり
、析出炭素が旬着することがなくなるから、表面の仕」
二り肌を光輝にすることができるだけでなく、表面に形
成される化合物層の厚さが均一となり、さらに、表面硬
さのばらつきの幅も小さく、すぐノ1.だ品質の品物を
得ることができる。
前室に、露点温度が、被処理物の表面温度よりも低いガ
スを導入して、前室内の雰囲気ガスの露点温度を被処理
物の表面温度より低下させた後に、被処理物を前室に搬
入する構成としているから、前室に搬入された被処理物
の表面に水滴を発生させずに加熱室におけるガス軟窒化
処理を行うことが可能となる。したがって、この発明に
よれば、従来のように水滴にアンモニアが溶は込んだり
、析出炭素が旬着することがなくなるから、表面の仕」
二り肌を光輝にすることができるだけでなく、表面に形
成される化合物層の厚さが均一となり、さらに、表面硬
さのばらつきの幅も小さく、すぐノ1.だ品質の品物を
得ることができる。
J:だ、この発明によハ、げ、従来のガス軟窒化炉に大
きな設備を追加することなく、僅少の設備費て実施する
ことができるだけでなく、処理工程も簡単であるから、
短時間での処理が可能となる。
きな設備を追加することなく、僅少の設備費て実施する
ことができるだけでなく、処理工程も簡単であるから、
短時間での処理が可能となる。
第1図は、この発明の方法に用いるパッチ型ガス軟窒化
炉の縦断側面図、第2図は、この発明の方法に用いる連
続型ガス軟窒化炉の縦断側面図である。 図中、10は前室、12は加熱室、20は窒素特許出願
人 オリエンタルエンヂニアリング株式会社代理人 弁
理士 森 七i 也弁理士 内 藤
嘉 昭 弁理士 清 水 正 弁理士 梶 山 仙 是
炉の縦断側面図、第2図は、この発明の方法に用いる連
続型ガス軟窒化炉の縦断側面図である。 図中、10は前室、12は加熱室、20は窒素特許出願
人 オリエンタルエンヂニアリング株式会社代理人 弁
理士 森 七i 也弁理士 内 藤
嘉 昭 弁理士 清 水 正 弁理士 梶 山 仙 是
Claims (1)
- ガス軟窒化炉の前室を経て加熱室に送られた被処理物を
ガス軟窒化処理するに当り、被処理物の表面温度よりも
露点温度の低いガスを前室内に導入し、前室内の雰囲気
ガスの露点温度が被処理物の表面温度よりも低下した後
に、被処理物を前室内に搬入することを特徴とするガス
軟窒化法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13687882A JPS5928566A (ja) | 1982-08-06 | 1982-08-06 | ガス軟窒化法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13687882A JPS5928566A (ja) | 1982-08-06 | 1982-08-06 | ガス軟窒化法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5928566A true JPS5928566A (ja) | 1984-02-15 |
| JPS6349747B2 JPS6349747B2 (ja) | 1988-10-05 |
Family
ID=15185643
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13687882A Granted JPS5928566A (ja) | 1982-08-06 | 1982-08-06 | ガス軟窒化法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5928566A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57187301A (en) * | 1981-05-12 | 1982-11-18 | Nippon Paint Co Ltd | Emulsion resin |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS576001A (en) * | 1980-06-14 | 1982-01-12 | Kajima Corp | Slab installation enclosing iron frame constructed beam therein |
-
1982
- 1982-08-06 JP JP13687882A patent/JPS5928566A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS576001A (en) * | 1980-06-14 | 1982-01-12 | Kajima Corp | Slab installation enclosing iron frame constructed beam therein |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57187301A (en) * | 1981-05-12 | 1982-11-18 | Nippon Paint Co Ltd | Emulsion resin |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6349747B2 (ja) | 1988-10-05 |
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