(57)【要約】【課題】磁性体または非磁性体により形成された母材を合金元素で均一に磁性改質することができる複合磁気材料の製造方法を提供する。【解決手段】本発明の複合磁気材料の製造方法は、合金元素４の長手方向の運動に長手方向と異なる方向の周期運動を合成した合成運動で加熱中心点を母材１および合金元素４に対し相対移動して母材１および合金元素４を加熱している。これにより、溶融池５内における撹拌性が向上し、ブローホールの形成を抑制することができる。よって、母材１の表面から裏面に至るまで均一に磁性改質することができる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性体または非磁性体により形成された母材を、前記母材の沸点とは異なる沸点を有する合金元素を用いて磁性改質する複合磁気材料の製造方法であって、
前記母材に長手方向および前記長手方向に直角な幅方向の寸法成分を有する形状に前記合金元素を配置する準備工程と、
前記母材および前記合金元素を加熱して、前記母材の表面から裏面に向かって溶融させてキーホールを形成することにより、前記キーホールの周囲の溶融池に前記合金元素を配置する加熱工程と、
を備え、
前記加熱工程は、前記合金元素の長手方向の運動に前記長手方向と異なる方向の周期運動を合成した合成運動で加熱中心点を前記母材および前記合金元素に対し相対移動して前記母材および前記合金元素を加熱し、
前記母材のうち加熱で溶融させた部位を、前記母材が磁性体であれば磁性を弱めまたは非磁性化し、前記母材が非磁性体であれば磁性化する複合磁気材料の製造方法。
【請求項２】
前記周期運動は、円運動である、請求項１の複合磁気材料の製造方法。
【請求項３】
前記加熱工程では、前記加熱中心点が前記母材および前記合金元素の一方の沸点が低い材料から他方の沸点が高い材料に至るように加熱する、請求項１または２の複合磁気材料の製造方法。
【請求項４】
前記加熱工程では、前記母材および前記合金元素の一方の沸点が低い材料の入熱量よりも他方の沸点が高い材料の入熱量が多くなるように加熱する、請求項１から３の何れか一項の複合磁気材料の製造方法。
【請求項５】
前記加熱工程では、前記母材および前記合金元素の一方の沸点が低い材料における前記加熱中心点の相対移動速度よりも他方の沸点が高い材料における前記加熱中心点の相対移動速度を減速する、請求項４の複合磁気材料の製造方法。
【請求項６】
前記加熱工程では、前記母材および前記合金元素の他方の沸点が高い材料における前記加熱中心点の相対移動を一時停止する、請求項４の複合磁気材料の製造方法。
【請求項７】
前記加熱工程では、前記母材および前記合金元素の一方の沸点が低い材料における前記加熱中心点の相対移動距離よりも他方の沸点が高い材料における前記加熱中心点の相対移動距離を長くする、請求項４の複合磁気材料の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁性体または非磁性体により形成された母材を合金元素を用いて磁性改質する場合の複合磁気材料の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複合磁気材料の製造方法として、レーザを用いて合金化する方法がある。例えば、特許文献１には、鋼でなる母材にニッケル箔を巻き付け、その部分にレーザを照射して合金化する技術が開示されている。この方法により、レーザ照射部分をオーステナイト（非磁性体または弱磁性体）に改質することができる。しかしながら、上記方法では、レーザ照射の加熱により主に母材表面だけが磁性改質され、母材の深い部分（裏面）にまでは十分に磁性改質できない。これは、厚肉の母材において特に顕著である。
【０００３】
そこで、特許文献２には、母材に対して加熱によりキーホールを形成し、キーホール周辺の溶融池に合金元素を供給して合金化する技術が開示されている。この方法により、合金元素は、溶融池内で対流し、母材の深さ（厚さ）方向に拡散して母材裏面にまで達する。つまり、母材のうちレーザで溶融した部位（キーホールが形成された部分を含む）において、母材の深い部分にまで確実に合金元素が拡散し、母材の表面から裏面に至るまで磁性改質を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−２３７６７８号公報
【特許文献２】ＷＯ／２０１２／１７２８６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献２に記載の方法おいて、母材として鋼（Ｆｅ）、合金元素としてマンガン（Ｍｎ）、クロム（Ｃｒ）、またはニッケル（Ｎｉ）を用いた場合、鋼（Ｆｅ）の沸点（２７５０℃）がマンガン（Ｍｎ）、クロム（Ｃｒ）、またはニッケル（Ｎｉ）の各沸点（２０９７℃、２６４０℃、２７３２℃）より高いため、合金元素が蒸発して溶融池内にブローホールが形成される場合がある。よって、母材の表面から裏面に至るまで均一に磁性改質することができないおそれがある。また、図７にある様にレーザパワー密度は中心部が特に高く、中心部のみ急激に加熱され蒸発し易い。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みて為されたものであり、磁性体または非磁性体により形成された母材を合金元素で均一に磁性改質することができる複合磁気材料の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（請求項１）本発明の複合磁気材料の製造方法は、磁性体または非磁性体により形成された母材を、前記母材の沸点とは異なる沸点を有する合金元素を用いて磁性改質する複合磁気材料の製造方法であって、前記母材に長手方向および前記長手方向に直角な幅方向の寸法成分を有する形状に前記合金元素を配置する準備工程と、前記母材および前記合金元素を加熱して、前記母材の表面から裏面に向かって溶融させてキーホールを形成することにより、前記キーホールの周囲の溶融池に前記合金元素を配置する加熱工程と、を備え、前記加熱工程は、前記合金元素の長手方向の運動に前記長手方向と異なる方向の周期運動を合成した合成運動で加熱中心点を前記母材および前記合金元素に対し相対移動して前記母材および前記合金元素を加熱し、前記母材のうち加熱で溶融させた部位を、前記母材が磁性体であれば磁性を弱めまたは非磁性化し、前記母材が非磁性体であれば磁性化する。
【０００８】
（請求項２）また、前記周期運動は、円運動であるようにしてもよい。
（請求項３）また、前記加熱工程では、前記加熱中心点が前記母材および前記合金元素の一方の沸点が低い材料から他方の沸点が高い材料に至るように加熱してもよい。
【０００９】
（請求項４）また、前記加熱工程では、前記母材および前記合金元素の一方の沸点が低い材料の入熱量よりも他方の沸点が高い材料の入熱量が多くなるように加熱してもよい。
（請求項５）また、前記加熱工程では、前記母材および前記合金元素の一方の沸点が低い材料における前記加熱中心点の相対移動速度よりも他方の沸点が高い材料における前記加熱中心点の相対移動速度を減速するようにしてもよい。
【００１０】
（請求項６）また、前記加熱工程では、前記母材および前記合金元素の他方の沸点が高い材料における前記加熱中心点の相対移動を一時停止するようにしてもよい。
（請求項７）また、前記加熱工程では、前記母材および前記合金元素の一方の沸点が低い材料における前記加熱中心点の相対移動距離よりも他方の沸点が高い材料における前記加熱中心点の相対移動距離を長くするようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
（請求項１）本発明によれば、合金元素の長手方向の運動に長手方向と異なる方向の周期運動を合成した合成運動で加熱中心点を母材および合金元素に対し相対移動して母材および合金元素を加熱しているので、溶融池内における撹拌性が向上し、ブローホールの形成を抑制することができる。よって、母材の表面から裏面に至るまで均一に磁性改質することができる。
【００１２】
（請求項２）周期運動は単純な円運動であるので、この円運動を合金元素の長手方向の運動に合成して加熱中心点を合成運動させる際の制御を容易に行うことができる。
（請求項３）これにより、母材および合金元素の一方の沸点が低い材料の入熱量よりも他方の沸点が高い材料の入熱量を多くすることが可能となり、沸点が高い材料を溶融させることができる。
【００１３】
（請求項４）これにより、母材および合金元素の他方の沸点が高い材料の溶融を促進させ、溶融池内における撹拌性を向上させることができる。
（請求項５）これにより、母材および合金元素の一方の沸点が低い材料の入熱量よりも他方の沸点が高い材料の入熱量を多くすることが可能となり、溶融池内における撹拌性が向上し、ブローホールの形成を抑制することができる。
【００１４】
（請求項６）これにより、母材および合金元素の一方の沸点が低い材料の入熱量よりも他方の沸点が高い材料の入熱量をさらに多くすることが可能となり、溶融池内における撹拌性が向上し、ブローホールの形成を抑制することができる。
（請求項７）これにより、母材および合金元素の一方の沸点が低い材料の入熱量よりも他方の沸点が高い材料の入熱量を多くすることが可能となり、溶融池内における撹拌性が向上し、ブローホールの形成を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態の複合磁気材料の製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図２Ａ】図１の準備工程の母材と合金元素のプレス前の状態を示す模式断面図である。
【図２Ｂ】図１の準備工程の母材と合金元素のプレス中の状態を示す模式断面図である。
【図２Ｃ】図１の準備工程の母材と合金元素のプレス後の状態を示す模式断面図である。
【図３】図１の加熱工程におけるキーホールの形成を説明するための模式断面図である。
【図４】図１の加熱工程におけるレーザのスポット中心を移動させるための合金元素の長手方向の運動および長手方向と異なる方向の周期運動の軌跡を示す図である。
【図５】図４の合金元素の長手方向の運動および長手方向と異なる方向の周期運動を合成した合成運動でレーザのスポット中心を移動させたときの移動軌跡を示す図である。
【図６Ａ】従来の加熱工程における母材および合金元素に対しレーザを照射したときの溶融池の状態を示す断面図である。
【図６Ｂ】実施形態の加熱工程における母材および合金元素に対しレーザを照射したときの溶融池の状態を示す断面図である。
【図７】レーザで定点加熱したときのレーザの照射出力の密度分布を示す図である。
【図８】図１の加熱工程において形成される非磁性部の状態を示す模式斜視図である。
【図９】図１の加熱工程におけるレーザのスポット中心を移動させるための合金元素の長手方向の運動および長手方向と異なる方向の周期運動の別例（第一例）の軌跡を示す図である。
【図１０】図９の合金元素の長手方向の運動および長手方向と異なる方向の周期運動を合成した合成運動でレーザのスポット中心を移動させたときの移動軌跡を示す図である。
【図１１】図１の加熱工程におけるレーザのスポット中心を移動させるための合金元素の長手方向の運動および長手方向と異なる方向の周期運動の別例（第二例）の軌跡を示す図である。
【図１２】図１１の合金元素の長手方向の運動および長手方向と異なる方向の周期運動を合成した合成運動でレーザのスポット中心を移動させたときの移動軌跡を示す図である。
【図１３】図５の合金元素の長手方向の運動および長手方向と異なる方向の周期運動を合成した合成運動の制御を別例（第一例）で行ったときのレーザの移動軌跡を示す図である。
【図１４】図５の合金元素の長手方向の運動および長手方向と異なる方向の周期運動を合成した合成運動の制御を別例（第二例）で行ったときのレーザの移動軌跡を示す図である。
【図１５】図１の準備工程の別例を説明するための模式断面図である。
【図１６Ａ】図１の準備工程のさらに別例の母材と合金元素のプレス前の状態を示す模式断面図である。
【図１６Ｂ】図１の準備工程のさらに別例の母材と合金元素のプレス中の状態を示す模式断面図である。
【図１６Ｃ】図１の準備工程のさらに別例の母材と合金元素のプレス後の状態を示す模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（１．複合磁気材料の製造方法）
本発明の実施形態の複合磁気材料の製造方法は、例えばＳＣ材やＳＳ材等の炭素鋼に代表される鉄（Ｆｅ）を主成分とする磁性体により形成された母材を、母材の沸点より低い沸点を有する例えばマンガン（Ｍｎ）またはニッケルクロム（ＮｉＣｒ）等の合金元素を用いて磁性改質する方法である。
【００１７】
複合磁気材料の製造方法は、図１に示すように、主に、準備工程Ｓ０と、加熱工程Ｓ１とを備えている。なお、母材の加熱側の面を表面と称し、加熱側とは反対の面（すなわち表面と反対の面）を裏面と称する。
【００１８】
準備工程Ｓ０は、磁性体で形成された一層の母材１の表面に長手方向および長手方向に直角な幅方向の寸法成分を有する形状（例えば、長手方向の寸法がｅ、長手方向に直角な幅方向の寸法がｄ（図５参照））の合金元素４を配置する工程である。例えば、図２Ａ〜図２Ｃに示すように、直方体状の母材１のプレス加工の際に、母材１の表面に帯状の合金元素４を打ち込むことにより、合金元素４を母材１の表面に配置する。このとき、母材１と合金元素４は、それぞれ独立して存在しており、合金化されていない。
【００１９】
ここで、複合磁気材料は、様々な用途で用いられ、例えばロータ等のモータ部品としても用いられる。このように、例えば自動車部品等の用途に応じて、複合磁気材料はプレス加工で成型される。そこで、例えば、このプレス加工において、母材１表面の磁性改質したい部位（改質対象部位）に合金元素４を配置し、パンチ６とダイス７により母材１に打ち込む。なお、プレス加工の際に、合金元素４を、母材１の裏面のみにプレスしてもよいし、母材１の表面と裏面の両面にプレスしてもよい。
【００２０】
加熱工程Ｓ１は、図３に示すように、母材１に対し、レーザ２を照射してキーホール３を形成し、キーホール３周囲の溶融池５に合金元素４を配置する工程である。キーホール３とは、レーザ２の照射によって、レーザ２が照射される母材１の表面から裏面に向かって形成される円穴を意味する。
【００２１】
キーホール３形成時には蒸発金属が発生し、キーホール３の周囲には溶融池５が形成される。そして、キーホール３周囲に形成される溶融池５に合金元素４が供給される。溶融池５の周囲には熱影響を受けた熱影響部Ａが形成される。なお、キーホール３の形成に必要なレーザ２のパワー密度は、一般に、およそ１×１０５〜１×１０６Ｗ／ｃｍ２以上である。
【００２２】
加熱工程Ｓ１では、合金元素４の長手方向の運動に長手方向と異なる方向の周期運動を合成した合成運動で、レーザ２のスポット中心Ｃ（加熱中心点）を母材１および合金元素４に対し相対移動して、母材１および合金元素４を加熱する。
【００２３】
具体的には、図４に示すように、合金元素４の幅方向の寸法ｄの中心を通る長手方向に延びる直線Ｌ上の所定の移動開始点Ｐ１から、直線Ｌ上を図示矢印ｑ１方向に直進する運動に、移動開始点Ｐ１を通って寸法ｄよりも大きい直径Ｒを有する円周Ｍ１上を移動開始点Ｐ１から、図示矢印ｒ１方向に回転する円運動を合成する。そして、図５に示すように、合成した螺旋運動（図示二点鎖線）でレーザ２のスポット中心Ｃを母材１および合金元素４に対し相対移動して、母材１および合金元素４を加熱する。
【００２４】
従来は、図６Ａに示すように、合金元素４が蒸発して溶融池５内にブローホールＢが形成されていたが、本実施形態によれば、レーザ２のスポット中心Ｃを螺旋運動させることにより、溶融池５内における撹拌性が向上し、図６Ｂに示すように、溶融池５内のブローホールＢの形成を抑制することができる。
【００２５】
ここで、図７に示すように、レーザ２の照射出力の密度分布は、スポット中心Ｃを最高密度とする半径ｒの略円錐形状となる。そこで、図５に示すように、レーザ２のスポット中心Ｃが合金元素４から母材１に至るように加熱する。これにより、合金元素４の入熱量より母材１の入熱量を多くすることが可能となるので、合金元素４よりも沸点が高い母材１の溶融を促進させ、溶融池５内における撹拌性を向上させ、溶融池５内のブローホールＢの形成を抑制することができる。
【００２６】
レーザ２照射位置が相対移動すると、前照射位置のキーホール３は、溶融した母材１により埋められる。母材１は、例えば端部のみを支持する台座等に配置され、キーホール３および溶融池５の下方（裏面のキーホール３周辺）は空間となっていてもよい。溶融した合金元素４は、溶融池５内に混入し拡散する。溶融池５では、対流が発生しやすい（図３矢印参照）。これにより、合金元素４は、母材１の深さ方向に拡散し、母材１の裏面にまで供給される。
【００２７】
母材１のうちレーザ２により溶融した部位は、合金元素４によって合金化して、表面から裏面まで均一に非磁性体または母材１の磁性より弱い磁性体に変化する。つまり、複合磁気材料１０は、図８に示すように、磁性部１１と、非磁性部（または磁性部１１より磁性が弱い弱磁性部）１２と、を備える。
【００２８】
上述の実施形態では、周期運動は単純な円運動であるので、この円運動を合金元素４の長手方向の運動に合成してレーザ２のスポット中心Ｃを合成運動させる際の制御を容易に行うことができる。そして、円運動の半径を適宜選択することにより、非磁性部１２の幅を制御することが可能となる。
【００２９】
（２．加熱工程におけるレーザのスポット中心の移動の別例）
上述の実施形態では、図４に示すように、移動開始点Ｐ１から直線Ｌ上を図示矢印ｑ１方向に直進する運動に、移動開始点Ｐ１から円周Ｍ１上を図示矢印ｒ１方向に回転する円運動を合成し、図５に示すように、合成した螺旋運動（図示二点鎖線）でレーザ２のスポット中心Ｃを母材１および合金元素４に対し相対移動して、母材１および合金元素４を加熱したが、以下の第一例および第二例のようにレーザ２のスポット中心Ｃを母材１および合金元素４に対し相対移動するようにしてもよい。
【００３０】
第一例としては、図９に示すように、移動開始点Ｐ１から直線Ｌ上を図示矢印ｑ１方向に直進する運動に、移動開始点Ｐ１を中心に合金元素４の幅方向に延びる寸法ｄよりも長い（Ｄ＞ｄ）線分Ｍ２上を移動開始点Ｐ１から、図示矢印ｒ２方向に往復移動する往復直線運動を合成する。そして、図１０に示すように、合成したジグザグの三角波状の運動（図示二点鎖線）でレーザ２のスポット中心Ｃを母材１および合金元素４に対し相対移動して、母材１および合金元素４を加熱する。これにより、溶融池５内における撹拌性が向上し、ブローホールの形成を抑制することができる。
【００３１】
そして、このときも、レーザ２のスポット中心Ｃが合金元素４から母材１に至るように加熱する。これにより、合金元素４の入熱量より母材１の入熱量を多くすることが可能となるので、合金元素４の溶融を促進させ、溶融池５内における撹拌性を向上させ、溶融池５内のブローホールＢの形成を抑制することができる。
【００３２】
第二例としては、図１１に示すように、移動開始点Ｐ１から直線Ｌ上を図示矢印ｑ１方向に直進する運動に、移動開始点Ｐ１を中心に合金元素４の幅方向に延びる寸法ｄよりも弦が長い（Ｓ＞ｄ）円弧Ｍ３上を移動開始点Ｐ１から、図示矢印ｒ３方向に往復移動する往復円弧運動を合成する。そして、図１２に示すように、合成したジグザグの鋸刃状の運動（図示二点鎖線）でレーザ２のスポット中心Ｃを母材１および合金元素４に対し相対移動して、母材１および合金元素４を加熱する。これにより、溶融池５内における撹拌性が向上し、ブローホールの形成を抑制することができる。
【００３３】
そして、このときも、レーザ２のスポット中心Ｃが合金元素４から母材１に至るように加熱する。これにより、合金元素４の入熱量より母材１の入熱量を多くすることが可能となるので、合金元素４の溶融を促進させ、溶融池５内における撹拌性を向上させ、溶融池５内のブローホールＢの形成を抑制することができる。
【００３４】
また、上述の実施形態では、図５に示すように、合成した螺旋運動（図示二点鎖線）でレーザ２のスポット中心Ｃを母材１および合金元素４に対し相対移動する際に、合金元素４の入熱量より母材１の入熱量を多くするために、レーザ２のスポット中心Ｃが合金元素４から母材１に至るように加熱したが、この方法でも母材１の入熱量が足りない場合は、以下の第一例および第二例のようにレーザ２のスポット中心Ｃの直進運動および円運動を制御するようにしてもよい。
【００３５】
第一例としては、母材１におけるレーザ２のスポット中心Ｃの移動速度よりも合金元素４におけるレーザ２のスポット中心Ｃの移動速度を減速する。具体的には、図１３に示すように、レーザ２のスポット中心Ｃが、移動開始点Ｐ１から母材１上を通って母材１と合金元素４との境界線Ｌａに達してから（点Ｓａ）、合金元素４上を通って再び境界線Ｌａに達するまで（点Ｓｂ）、レーザ２のスポット中心Ｃの直進運動の速度はそのままで円運動の速度を減速する。
【００３６】
そして、レーザ２のスポット中心Ｃが境界線Ｌａに達したとき（点Ｓｂ）、レーザ２のスポット中心Ｃの円運動の速度を元の速度に戻してレーザ２のスポット中心Ｃの直進運動および円運動を継続する。そして、レーザ２のスポット中心Ｃが、合金元素４上を通って合金元素４と母材１との境界線Ｌｂに達してから（点Ｓｃ）、母材１上を通って再び境界線Ｌｂに達するまで（点Ｓｄ）、レーザ２のスポット中心Ｃの直進運動の方向を逆方向（速度はそのまま）にするとともに円運動の速度を減速する。
【００３７】
そして、レーザ２のスポット中心Ｃが境界線Ｌｂに達したとき（点Ｓｄ）、レーザ２のスポット中心Ｃの直進運動の方向を元の方向（速度はそのまま）にするとともに円運動の速度を元の速度に戻してレーザ２のスポット中心Ｃの直進運動および円運動を継続する。以降、上述の動作を繰り返す。なお、図１３においては、レーザ２のスポット中心Ｃの移動を分かり易くするため、繰り返される上述の１サイクルの移動軌跡の表示を二点鎖線と破線で交互に示している。
【００３８】
これにより、合金元素４上におけるレーザ２のスポット中心Ｃの移動距離（レーザ２の照射時間）よりも、母材１上におけるレーザ２のスポット中心Ｃの移動距離（レーザ２の照射時間）を長くすることができるので、合金元素４の入熱量より母材１の入熱量を多くすることができ、合金元素４よりも沸点が高い母材１の溶融を促進させ、溶融池５内における撹拌性を向上させ、溶融池５内のブローホールＢの形成を抑制することができる。
【００３９】
第二例としては、母材１におけるレーザ２のスポット中心Ｃの移動を一時停止する。具体的には、図１４に示すように、レーザ２のスポット中心Ｃが、移動開始点Ｐ１から合金元素４上を通り、さらに合金元素４と母材１との境界線Ｌａを通過して最左点Ｓｌに達したとき、レーザ２のスポット中心Ｃの直進運動の速度はそのままで円運動の速度を停止する。そして、所定時間経過後、スポット中心Ｃの円運動を再開して直進運動および円運動を継続する。
【００４０】
そして、レーザ２のスポット中心Ｃが、合金元素４上から合金元素４と母材１との境界線Ｌｂを通過して最右点Ｓｒに達したとき、レーザ２のスポット中心Ｃの直進運動の方向を逆方向（速度はそのまま）にするとともに円運動の速度を停止する。そして、所定時間経過後、レーザ２のスポット中心Ｃの円運動を再開して直進運動および円運動を継続する。以降、上述の動作を繰り返す。なお、図１４においては、レーザ２のスポット中心Ｃの移動を分かり易くするため、繰り返される上述の１サイクルの移動軌跡の表示を二点鎖線と破線で交互に示している。
【００４１】
これにより、合金元素４上におけるレーザ２のスポット中心Ｃの移動距離（レーザ２の照射時間）よりも、母材１上におけるレーザ２のスポット中心Ｃの移動距離（レーザ２の照射時間）を長くすることができるので、合金元素４の入熱量より母材１の入熱量を多くすることができ、合金元素４よりも沸点が高い母材１の溶融を促進させ、溶融池５内における撹拌性を向上させ、溶融池５内のブローホールＢの形成を抑制することができる。
【００４２】
なお、上述の例では、レーザ２のスポット中心Ｃの直進運動および円運動の制御について説明したが、図１０および図１２に示すレーザ２のスポット中心Ｃの直進運動および往復直線運動やレーザ２のスポット中心Ｃの直進運動および往復円弧運動の場合も上述の制御を同様に適用可能である。
【００４３】
（３．その他）
上述の実施形態では、準備工程Ｓ０において母材１のプレス加工の際に、母材１に合金元素４を打ち込むようにしたが、以下のような工程としてもよい。すなわち、図１５に示すように、母材１の表面に合金元素４の粉末を配置するようにしてもよい。これによれば、母材１表面に合金元素４を配置しやすく、また、配置位置の制御も容易である。なお、合金元素４の粉末の代わりに、ペースト、微粒子、および、薄膜のうち少なくとも１つを配置するようにしてもよい。
【００４４】
また、図１６Ａ〜図１６Ｃに示すように、母材１の表面および裏面の改質対象部位に溝形状の凹部１３、１４を形成し、形成された凹部１３、１４に合金元素４を配置してプレスにより凹部１３、１４に合金元素４を押し込んで押し固めるようにしてもよい。表面側の凹部１３と裏面側の凹部１４は、母材１を介して対向する位置に形成されている。これによれば、母材１に対して、両面から合金元素４が供給されるため、合金元素４が厚さ方向により均一に拡散されて配置されるので、厚さ方向により均一に磁性改質することができる。また、母材１の表面から裏面にまで略同幅の非磁性部（改質部）を形成することができる。
【００４５】
なお、母材１の裏面のみに凹部１４を形成し、合金元素４を凹部１４に押し込んで押し固めるようにしてもよく、これにより、母材１に対して合金元素４が、加熱側とは反対の裏面から供給されるため、キーホール３形成時の上昇する対流により、厚さ方向に均一に拡散され易い。
【００４６】
上述の実施形態では、キーホール３の形成にレーザ２を用いたが、キーホール３を形成可能な高密度エネルギービームであればよく、電子ビームでもよい。また、キーホール３は、加熱により形成されればよく、当該加熱手段はレーザ２に限らず、例えばアーク放電等を利用してもよい。
【００４７】
また、母材１が非磁性体（例えばステンレス等）である場合も、本方法で改質（磁性化）することができる。また、合金元素４（例えばコバルト（Ｃｏ））の沸点（３１００℃）が母材１（例えば炭素鋼（Ｆｅ））の沸点（２７５０℃）より高い場合、当該合金元素４の入熱量を当該母材１よりも高めることにより、本方法で改質（磁性化）することができる。
【００４８】
なお、本発明は、複数層を溶接するためのキーホール溶接とは異なり、母材１に対してキーホール３を形成し、母材１の厚みに関わらず、母材１表面から裏面まで均一になるように磁性改質するものである。本発明における「キーホール」は、母材の表面から裏面に向かって溶融させて形成されるものである。
【００４９】
キーホールは、溶接の技術分野において、レーザ溶接、電子ビーム溶接、およびアーク溶接等の溶接中に生じる深く狭い穴のことである。複数の部材を溶接する際に、一方の部材にキーホールを形成することで、当該一方の部材と他方の部材とを溶接する。詳細には、一方の部材の表面にレーザなどの熱源を当てた場合に、当該一方の部材にキーホールを形成することで、当該一方の部材の裏面側と他方の部材の表面側とを溶接する。このように、溶接の技術分野は、磁性改質の技術分野と全く異なっている。
【００５０】
本実施形態の複合磁気材料の製造方法は、複数の部材の溶接を行うのではなく、母材の改質を行うために、キーホールを形成している。本発明は、溶接分野におけるキーホール溶接とは全く異なるものである。
【符号の説明】
【００５１】
１：母材、２：レーザ、３：キーホール、４：合金元素、５：溶融池、１０：複合磁気材料、１２：非磁性部
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１６Ｃ】
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