(57)【要約】【課題】鋼材の非磁性領域形成方法において、鋼材の所定領域により均一に非磁性領域を形成することである。【解決手段】鋼材１０の所定領域に非磁性領域を形成する鋼材１０の非磁性領域形成方法であって、鋼材１０の所定領域にＭｎ−Ｎｉ合金素材１１を配置する配置工程（Ｓ１２）と、Ｍｎ−Ｎｉ合金素材１１が配置された鋼材を、Ｍｎ−Ｎｉ合金素材１１の融点以上でＦｅの融点より低く、オーステナイト相を生成する温度で加熱して、Ｍｎ−Ｎｉ合金素材１１とＦｅとを溶融合金化させる溶融合金化工程（Ｓ１４）と、を有し、鋼材１０の所定領域に非磁性であるオーステナイト相２０を生成させて非磁性領域を形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼材の所定領域に非磁性領域を形成する鋼材の非磁性領域形成方法であって、
鋼材の所定領域にＭｎ−Ｎｉ合金素材を配置する配置工程と、
Ｍｎ−Ｎｉ合金素材が配置された鋼材を、Ｍｎ−Ｎｉ合金素材の融点以上でＦｅの融点より低く、オーステナイト相が生成する温度で加熱して、Ｍｎ−Ｎｉ合金素材とＦｅとを溶融合金化させる溶融合金化工程と、
を有し、
鋼材の所定領域にオーステナイト相を生成させて非磁性領域を形成することを特徴とする鋼材の非磁性領域形成方法。
【請求項２】
請求項１に記載の鋼材の非磁性領域形成方法であって、
Ｍｎ−Ｎｉ合金素材は、３０質量％以上５２質量％以下のＮｉを含有することを特徴とする鋼材の非磁性領域形成方法。
【請求項３】
請求項２に記載の鋼材の非磁性領域形成方法であって、
Ｍｎ−Ｎｉ合金素材は、更に、０．５質量％以上１０.０質量％以下のＳｉを含有することを特徴とする鋼材の非磁性領域形成方法。
【請求項４】
請求項２に記載の鋼材の非磁性領域形成方法であって、
Ｍｎ−Ｎｉ合金素材は、更に、０．０２質量％以上２．６質量％以下のＢを含有することを特徴とする鋼材の非磁性領域形成方法。
【請求項５】
請求項２に記載の鋼材の非磁性領域形成方法であって、
Ｍｎ−Ｎｉ合金素材は、更に、０．５質量％以上５.０質量％以下のＳｉと、０．０２質量％以上２.０質量％以下のＢと、を含有することを特徴とする鋼材の非磁性領域形成方法。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１つに記載の鋼材の非磁性領域形成方法であって、
鋼材は、Ｍｎ−Ｎｉ合金素材を配置する凹部を有することを特徴とする鋼材の非磁性領域形成方法。
【請求項７】
鋼材の所定領域に非磁性領域を形成する鋼材の非磁性領域形成方法であって、
鋼材の所定領域にＭｎ−Ｃｕ合金素材を配置する配置工程と、
Ｍｎ−Ｃｕ合金素材が配置された鋼材を、Ｍｎ−Ｃｕ合金素材の融点以上でＦｅの融点より低く、オーステナイト相が生成する温度で加熱して、Ｍｎ−Ｃｕ合金素材とＦｅとを溶融合金化させる溶融合金化工程と、
を有し、
鋼材の所定領域にオーステナイト相を生成させて非磁性領域を形成することを特徴とする鋼材の非磁性領域形成方法。
【請求項８】
請求項７に記載の鋼材の非磁性領域形成方法であって、
Ｍｎ−Ｃｕ合金素材は、３０質量％以上５０質量％以下のＣｕを含有することを特徴とする鋼材の非磁性領域形成方法。
【請求項９】
請求項７または８に記載の鋼材の非磁性領域形成方法であって、
鋼材は、Ｍｎ−Ｃｕ合金素材を配置する凹部を有することを特徴とする鋼材の非磁性領域形成方法。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか１つに記載の鋼材の非磁性領域形成方法であって、
鋼材は、電磁鋼板であることを特徴とする鋼材の非磁性領域形成方法。
【請求項１１】
非磁性領域が形成された鋼材であって、
鋼材の所定領域にＭｎ−Ｎｉ合金素材を配置し、
Ｍｎ−Ｎｉ合金素材が配置された鋼材を、Ｍｎ−Ｎｉ合金素材の融点以上でＦｅの融点より低く、オーステナイト相が生成する温度で加熱して、Ｍｎ−Ｎｉ合金素材とＦｅとを溶融合金化し、
鋼材の所定領域にオーステナイト相を生成させて非磁性領域を形成して製造されることを特徴とする非磁性領域が形成された鋼材。
【請求項１２】
請求項１１に記載の非磁性領域が形成された鋼材であって、
Ｍｎ−Ｎｉ合金素材は、３０質量％以上５２質量％以下のＮｉを含有することを特徴とする非磁性領域が形成された鋼材。
【請求項１３】
請求項１２に記載の非磁性領域が形成された鋼材であって、
Ｍｎ−Ｎｉ合金素材は、更に、０．５質量％以上１０.０質量％以下のＳｉを含有することを特徴とする非磁性領域が形成された鋼材。
【請求項１４】
請求項１２に記載の非磁性領域が形成された鋼材であって、
Ｍｎ−Ｎｉ合金素材は、更に、０．０２質量％以上２．６質量％以下のＢを含有することを特徴とする非磁性領域が形成された鋼材。
【請求項１５】
請求項１２に記載の非磁性領域が形成された鋼材であって、
Ｍｎ−Ｎｉ合金素材は、更に、０．５質量％以上５.０質量％以下のＳｉと、０．０２質量％以上２.０質量％以下のＢと、を含有することを特徴とする非磁性領域が形成された鋼材。
【請求項１６】
請求項１１から１５のいずれか１つに記載の非磁性領域が形成された鋼材であって、
鋼材は、Ｍｎ−Ｎｉ合金素材を配置する凹部を有することを特徴とする非磁性領域が形成された鋼材。
【請求項１７】
非磁性領域が形成された鋼材であって、
鋼材の所定領域にＭｎ−Ｃｕ合金素材を配置し、
Ｍｎ−Ｃｕ合金素材が配置された鋼材を、Ｍｎ−Ｃｕ合金素材の融点以上でＦｅの融点より低く、オーステナイト相が生成する温度で加熱して、Ｍｎ−Ｃｕ合金素材とＦｅとを溶融合金化し、
鋼材の所定領域にオーステナイト相を生成させて非磁性領域を形成して製造されることを特徴とする非磁性領域が形成された鋼材。
【請求項１８】
請求項１７に記載の非磁性領域が形成された鋼材であって、
Ｍｎ−Ｃｕ合金素材は、３０質量％以上５０質量％以下のＣｕを含有することを特徴とする非磁性領域が形成された鋼材。
【請求項１９】
請求項１７または１８に記載の非磁性領域が形成された鋼材であって、
鋼材は、Ｍｎ−Ｃｕ合金素材を配置する凹部を有することを特徴とする非磁性領域が形成された鋼材。
【請求項２０】
請求項１１または１９に記載の非磁性領域が形成された鋼材であって、
鋼材は、電磁鋼板であることを特徴とする非磁性領域が形成された鋼材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼材の非磁性領域形成方法及び非磁性領域が形成された鋼材に係り、特に、鋼材の所定領域に非磁性領域を形成する鋼材の非磁性領域形成方法及び非磁性領域が形成された鋼材に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車部品等の車両用部品には、一般的に、鋼や鋳鉄等の鉄鋼材料が用いられている。鋼材、例えば、電磁鋼板は、モータ等における回転機の固定子（ステータ）や回転子（ロータ）等に使用されている。そして、回転機用ロータのロータコアは、電磁鋼板が積層されて形成されている。ここで、積層された電磁鋼板の一部には、ロータ回転トルクに寄与しない無効な磁界が形成される場合がある。この無効な磁界を抑制するために、電磁鋼板の一部を非磁性材料等で形成することが行われている。
【０００３】
特許文献１には、電磁鋼板の非磁性化処理を所望する領域の表面に、Ｃｒ、Ａｌ、Ｃｕ等の非磁性物質を含有する非磁性塗料を塗布し、電磁鋼板を加熱することで非磁性塗料を拡散浸透させて、非磁性化処理を所望する領域に非磁性領域を形成することが示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３０４６７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述した非磁性塗料等を電磁鋼板に固相反応により拡散浸透させる場合には、電磁鋼板中への拡散速度が遅いために非磁性領域を形成するための処理時間が長時間となり、生産性の低下や製造コストが高くなる場合がある。また、非磁性塗料等を電磁鋼板の融点以上に加熱して非磁性領域を形成する場合には、電磁鋼板表層域の溶融反応を均一に制御するための溶融温度管理が困難となり、電磁鋼板の深さ方向に均一な非磁性改質層を形成させることが困難な場合がある。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、鋼材の所定領域に、より均一に非磁性領域を形成する鋼材の非磁性領域形成方法及び非磁性領域が形成された鋼材を提供することである。また、生産性をより向上させて、製造コストを更に抑えた鋼材の非磁性領域形成方法及び非磁性領域が形成された鋼材を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る鋼材の非磁性領域形成方法は、鋼材の所定領域に非磁性領域を形成する鋼材の非磁性領域形成方法であって、鋼材の所定領域にＭｎ−Ｎｉ合金素材を配置する配置工程と、Ｍｎ−Ｎｉ合金素材が配置された鋼材を、Ｍｎ−Ｎｉ合金素材の融点以上でＦｅの融点より低く、オーステナイト相が生成する温度で加熱して、Ｍｎ−Ｎｉ合金素材とＦｅとを溶融合金化させる溶融合金化工程と、を有し、鋼材の所定領域にオーステナイト相を生成させて非磁性領域を形成することを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る鋼材の非磁性領域形成方法において、Ｍｎ−Ｎｉ合金素材は、３０質量％以上５２質量％以下のＮｉを含有することを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る鋼材の非磁性領域形成方法において、Ｍｎ−Ｎｉ合金素材は、更に、０．５質量％以上１０.０質量％以下のＳｉを含有することを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る鋼材の非磁性領域形成方法において、Ｍｎ−Ｎｉ合金素材は、更に、０．０２質量％以上２．６質量％以下のＢを含有することを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る鋼材の非磁性領域形成方法において、Ｍｎ−Ｎｉ合金素材は、更に、０．５質量％以上５.０質量％以下のＳｉと、０．０２質量％以上２.０質量％以下のＢと、を含有することを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る鋼材の非磁性領域形成方法において、鋼材は、Ｍｎ−Ｎｉ合金素材を配置する凹部を有することを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る鋼材の非磁性領域形成方法は、鋼材の所定領域に非磁性領域を形成する鋼材の非磁性領域形成方法であって、鋼材の所定領域にＭｎ−Ｃｕ合金素材を配置する配置工程と、Ｍｎ−Ｃｕ合金素材が配置された鋼材を、Ｍｎ−Ｃｕ合金素材の融点以上でＦｅの融点より低く、オーステナイト相が生成する温度で加熱して、Ｍｎ−Ｃｕ合金素材とＦｅとを溶融合金化させる溶融合金化工程と、を有し、鋼材の所定領域にオーステナイト相を生成させて非磁性領域を形成することを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る鋼材の非磁性領域形成方法において、Ｍｎ−Ｃｕ合金素材は、３０質量％以上５０質量％以下のＣｕを含有することを特徴とする。
【００１５】
本発明に係る鋼材の非磁性領域形成方法において、鋼材は、Ｍｎ−Ｃｕ合金素材を配置する凹部を有することを特徴とする。
【００１６】
本発明に係る鋼材の非磁性領域形成方法において、鋼材は、電磁鋼板であることを特徴とする。
【００１７】
本発明に係る非磁性領域が形成された鋼材は、非磁性領域が形成された鋼材であって、鋼材の所定領域にＭｎ−Ｎｉ合金素材を配置し、Ｍｎ−Ｎｉ合金素材が配置された鋼材を、Ｍｎ−Ｎｉ合金素材の融点以上でＦｅの融点より低く、オーステナイト相が生成する温度で加熱して、Ｍｎ−Ｎｉ合金素材とＦｅとを溶融合金化し、鋼材の所定領域にオーステナイト相を生成させて非磁性領域を形成して製造されることを特徴とする。
【００１８】
本発明に係る非磁性領域が形成された鋼材において、Ｍｎ−Ｎｉ合金素材は、３０質量％以上５２質量％以下のＮｉを含有することを特徴とする。
【００１９】
本発明に係る非磁性領域が形成された鋼材において、Ｍｎ−Ｎｉ合金素材は、更に、０．５質量％以上１０.０質量％以下のＳｉを含有することを特徴とする。
【００２０】
本発明に係る非磁性領域が形成された鋼材において、Ｍｎ−Ｎｉ合金素材は、更に、０．０２質量％以上２．６質量％以下のＢを含有することを特徴とする。
【００２１】
本発明に係る非磁性領域が形成された鋼材において、Ｍｎ−Ｎｉ合金素材は、更に、０．５質量％以上５.０質量％以下のＳｉと、０．０２質量％以上２.０質量％以下のＢと、を含有することを特徴とする。
【００２２】
本発明に係る非磁性領域が形成された鋼材において、鋼材は、Ｍｎ−Ｎｉ合金素材を配置する凹部を有することを特徴とする。
【００２３】
本発明に係る非磁性領域が形成された鋼材は、非磁性領域が形成された鋼材であって、鋼材の所定領域にＭｎ−Ｃｕ合金素材を配置し、Ｍｎ−Ｃｕ合金素材が配置された鋼材を、Ｍｎ−Ｃｕ合金素材の融点以上でＦｅの融点より低く、オーステナイト相が生成する温度で加熱して、Ｍｎ−Ｃｕ合金素材とＦｅとを溶融合金化し、鋼材の所定領域にオーステナイト相を生成させて非磁性領域を形成して製造されることを特徴とする。
【００２４】
本発明に係る非磁性領域が形成された鋼材において、Ｍｎ−Ｃｕ合金素材は、３０質量％以上５０質量％以下のＣｕを含有することを特徴とする。
【００２５】
本発明に係る非磁性領域が形成された鋼材において、鋼材は、Ｍｎ−Ｃｕ合金素材を配置する凹部を有することを特徴とする。
【００２６】
本発明に係る非磁性領域が形成された鋼材において、鋼材は、電磁鋼板であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
上記鋼材の非磁性領域形成方法及び非磁性領域が形成された鋼材によれば、鋼材の所定領域をＦｅの融点よりも低い温度で溶融合金化させてオーステナイト相を生成させることにより、より均一に非磁性領域を形成することができる。また、上記鋼材の非磁性領域形成方法及び非磁性領域が形成された鋼材によれば、鋼材の所定領域を溶融合金化させてオーステナイト相を生成させることにより、生産性をより向上させて、製造コストを更に抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態につき、詳細に説明する。図１は、鋼材の非磁性領域形成方法を示す図である。鋼材１０の非磁性領域形成方法は、準備工程（Ｓ１０）と、配置工程（Ｓ１２）と、溶融合金化工程（Ｓ１４）と、を含んで構成される。
【００２９】
準備工程（Ｓ１０）は、鋼材１０に配置する合金素材１１等を準備する工程である。鋼材１０には、機械構造用鋼板、高張力鋼板、ステンレス鋼板または電磁鋼板等の鋼板を使用することができる。そして、電磁鋼板には、方向性電磁鋼板や無方向性電磁鋼板等が使用され、例えば、Ｓｉ（珪素）を２質量％〜７質量％含有するＦｅ（鉄）合金が用いられる。勿論、鋼材１０は、上記金属材料に限定されることはない。鋼材１０の形状は、板状だけでなく、棒状や線状等の他の形状であってもよい。また、鋼材１０は、合金素材１１を配置するための凹部１２を有することが好ましい。
【００３０】
鋼材１０に配置する合金素材１１には、Ｍｎ−Ｎｉ合金素材を用いることができる。Ｍｎ（マンガン）、Ｎｉ（ニッケル）等のオーステナイト相を生成する元素を含む合金素材１１を用いることにより、鋼材１０の所定領域に非磁性相であるオーステナイト相を生成させるためである。Ｍｎ−Ｎｉ合金素材には、更に、Ｂ（硼素）、Ｃ（炭素）、Ｓｉ（珪素）、Ｔｉ（チタン）、Ｐ（リン）、Ｃｕ（銅）から選択される少なくとも１種以上の元素が添加されてもよい。勿論、他の条件次第では、Ｍｎ−Ｎｉ合金素材に添加される元素は、上記元素に限定されることはない。
【００３１】
Ｍｎ−Ｎｉ合金素材は、３０質量％以上５２質量％以下のＮｉを含有することが好ましい。図２は、Ｍｎ−Ｎｉ合金の合金状態図（長崎誠三、平林眞編著、「二元合金状態図集」、第２版、株式会社アグネ技術センター、２００４年５月、Ｐ２０４）である。Ｎｉ含有量が３０質量％以上５２質量％以下であるのは、図２に示すように、Ｎｉ含有量が３０質量％より小さい場合や５２質量％より大きい場合には、Ｍｎ−Ｎｉ合金素材の融点がより高くなるからである。勿論、他の条件次第では、Ｎｉの含有量は、上記範囲に限定されることはない。
【００３２】
図３は、Ｆｅ−３質量％Ｓｉ合金（電磁鋼板）とＭｎ−Ｎｉ合金との合金状態図である。図３に示す合金状態図の作成には、熱力学モデルに基づいて計算により状態図を求めるＣＡＬＰＨＡＤ法を用いた。ＣＡＬＰＨＡＤ法は、合金相の正則溶体近似エネルギーモデルに、各成分が構成する相の安定性パラメータと、相内での相互作用パラメータと、からなるデータベースを組み合わせ、系全体のエネルギー最小化処理から最も安定な熱力学相平衡を計算する手法である。一般に、多元系になるほど相互作用項は小さくなるので、２〜３元系のパラメータが実験または計算されていれば、４元系以上の合金へ拡張して解析できる。ＣＡＬＰＨＡＤ法による解析方法は、例えば、Ｎ．Ｓａｕｎｄｅｒｓ，Ａ．Ｐ．Ｍｉｏｄｏｗｎｉｋ：ＣＡＬＰＨＡＤ（Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ  ｏｆ Ｐｈａｓｅ Ｄｉａｇｒａｍｓ)-Ａ  ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ Ｇｕｉｄｅ  Ｐｅｒｇａｍｏｎ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｅｒｉｅｓ １，Ｐｅｒｇａｍｏｎ（１９９８）等に示されている。また、状態図計算ソフトウエアには、Ｔｈｅｒｍｏ−Ｃａｌｃ、ＭＴＤＡＴＡ、ＰＡＮＤＡＴ、Ｆ＊Ａ＊Ｃ＊Ｔ等を使用することができる。なお、図３に示す合金状態図の状態図計算ソフトウエアには、Ｔｈｅｒｍｏ−Ｃａｌｃを使用した。図３に示すように、Ｍｎ−Ｎｉ合金素材を用いることにより、Ｆｅ−３質量％Ｓｉ合金と合金化したときの最低融点を約１０２０℃とすることができる。
【００３３】
Ｍｎ−Ｎｉ合金素材は、３０質量％以上５２質量％以下のＮｉを含有し、更に、０．５質量％以上１０.０質量％以下のＳｉを含有することが好ましい。Ｍｎ−Ｎｉ合金素材にＳｉを添加することにより、Ｍｎ−Ｎｉ合金素材の融点をより下げることができるからである。Ｓｉ含有量が０．５質量％以上であるのは、０．５質量％より小さいとＭｎ−Ｎｉ合金素材の融点を下げる効果が十分に得られないからである。また、Ｓｉ含有量が１０.０質量％以下であるのは、１０.０質量％より大きい場合には、珪化物がより多く形成されるため非磁性層が脆化して靭性低下等する場合があるからである。勿論、他の条件次第では、Ｓｉの含有量は、上記範囲に限定されることはない。
【００３４】
図４は、Ｆｅ−３質量％Ｓｉ合金（電磁鋼板）とＭｎ−Ｎｉ―Ｓｉ合金との合金状態図である。図４に示す合金状態図の作成には、図３と同様に、ＣＡＬＰＨＡＤ法を用いた。また、状態図計算ソフトウエアには、Ｔｈｅｒｍｏ−Ｃａｌｃを使用した。図４に示すように、Ｓｉを含有するＭｎ−Ｎｉ合金素材を用いることにより、Ｆｅ−３質量％Ｓｉ合金と合金化したときの最低融点を約９７０℃とすることができる。
【００３５】
Ｍｎ−Ｎｉ合金素材は、３０質量％以上５２質量％以下のＮｉを含有し、更に、０．０２質量％以上２．６質量％以下のＢを含有することが好ましい。Ｍｎ−Ｎｉ合金素材にＢを添加することにより、Ｍｎ−Ｎｉ合金素材の融点をより下げることができるからである。Ｂ含有量が０．０２質量％以上であるのは、０．０２質量％より小さいとＭｎ−Ｎｉ合金素材の融点を下げる効果が十分に得られないからである。また、Ｂ含有量が２．６質量％以下であるのは、２．６質量％より大きい場合には、硼化物がより多く形成されるため非磁性層が脆化し靭性低下等する場合があるからである。勿論、他の条件次第では、Ｂの含有量は、上記範囲に限定されることはない。
【００３６】
図５は、Ｆｅ−３質量％Ｓｉ合金（電磁鋼板）とＭｎ−Ｎｉ―Ｂ合金との合金状態図である。図５に示す合金状態図の作成には、図３と同様に、ＣＡＬＰＨＡＤ法を用いた。また、状態図計算ソフトウエアには、Ｔｈｅｒｍｏ−Ｃａｌｃを使用した。図５に示すように、Ｂを含有するＭｎ−Ｎｉ合金素材を用いることにより、Ｆｅ−３質量％Ｓｉ合金と合金化したときの最低融点を約９００℃とすることができる。
【００３７】
Ｍｎ−Ｎｉ合金素材は、３０質量％以上５２質量％以下のＮｉを含有し、更に、０．５質量％以上５.０質量％以下のＳｉと、０．０２質量％以上２.０質量％以下のＢと、を含有することが好ましい。Ｓｉ含有量を５.０質量％以下とすることにより、珪化物の形成を抑えてより非磁性層の靭性低下等を抑制することができるからである。また、同様に、Ｂ含有量を２.０質量％以下とすることにより、硼化物の形成量を抑えてより非磁性層の靭性低下等を抑制することができるからである。そして、ＳｉとＢとを複合添加するのは、珪化物や硼化物の形成量を抑えて、Ｍｎ−Ｎｉ合金素材の融点をより下げることができからである。勿論、他の条件次第では、Ｓｉの含有量とＢの含有量とは、上記範囲に限定されることはない。
【００３８】
鋼材１０に配置する合金素材１１には、Ｍｎ−Ｃｕ合金素材を用いることができる。Ｍｎ等のオーステナイト相を生成する元素を含む合金素材１１を用いることにより、鋼材１０の所定領域に非磁性相であるオーステナイト相を生成させるためである。また、Ｃｕを添加するのは、合金素材１１の融点をより下げるためである。Ｃｕは、例えば、ＳｉやＢ等のように珪化物や硼化物等の脆化要因となるＦｅとの化合物を形成しないため、ＳｉやＢ等よりもより多くの量を添加して合金素材１１の融点をより下げることができる。
【００３９】
Ｍｎ−Ｃｕ合金素材は、３０質量％以上５０質量％以下のＣｕを含有することが好ましい。Ｃｕ含有量が３０質量％以上であるのは、Ｃｕ含有量が３０質量％より小さいと、Ｍｎ−Ｃｕ合金素材の融点を下げる効果が十分に得られないからである。Ｃｕ含有量が５０質量％以下であるのは、Ｃｕ含有量が５０質量％より大きいと２相分離等することにより非磁性相が均一に形成されない場合があるからである。勿論、他の条件次第では、Ｃｕ含有量は、上記範囲に限定されることはない。
【００４０】
Ｍｎ−Ｃｕ合金素材は、更に、Ｎｉを含有することが好ましい。図６は、Ｍｎ−Ｃｕ−Ｎｉ合金の合金状態図である。図６に示すように、Ｎｉを含有するＭｎ−Ｃｕ合金素材を用いることにより、Ｍｎ−Ｃｕ合金素材の最低融点を約８８０℃とすることができる。
【００４１】
Ｍｎ―Ｎｉ合金素材またはＭｎ―Ｃｕ合金素材等の合金素材１１には、例えば、合金粉末が用いられる。合金粉末は、例えば、バインダ等と混合されてペースト状等に調製される。バインダには、例えば、水にメチルセルロースを溶かしたメチルセルロース溶液を用いることができる。勿論、ペースト状だけに限定されることはなく、スラリー状、インク状または粉末固形状に調製されてもよい。また、合金素材１１には、シート材や箔等を用いてもよい。
【００４２】
再び、図１に戻り、配置工程（Ｓ１２）は、鋼材１０の所定領域に、Ｍｎ―Ｎｉ合金素材またはＭｎ―Ｃｕ合金素材等の合金素材１１を配置する工程である。例えば、合金粉末にバインダ等を加えてペースト状に調製された合金素材１１が、鋼材１０の非磁性領域を形成する領域に塗布される。ペースト状に調製された合金素材１１の塗布には、はけ、ヘラ、スプレー等を使用することができる。勿論、印刷法により塗布することも可能である。また、塗布後においてペーストに含まれる水分を除去するために乾燥を行ってもよい。また、合金素材１１にシート材や箔を使用する場合には、鋼材１０の非磁性領域を形成する領域にシート材や箔が貼り付け等で配置される。
【００４３】
合金素材１１は、鋼材１０に設けられた凹部１２に配置されることが好ましい。合金素材１１を凹部１２に配置することにより、合金素材１１が溶融することにより生じた体積増加による弊害を抑制することができるからである。また、合金素材１１の使用量は、鋼材１０に生成させるオーステナイト相の厚みとの関係で定めることができる。例えば、鋼材１０に生成させるオーステナイト相の厚みをより厚く形成させる場合には、より多くの量の合金素材１１が、鋼材１０の非磁性領域を形成する領域に配置される。また、Ｆｅの融点未満の温度域において高温処理してもよい。
【００４４】
溶融合金化工程（Ｓ１４）は、Ｍｎ―Ｎｉ合金素材またはＭｎ−Ｃｕ合金素材等の合金素材１１が配置された鋼材を、合金素材１１の融点以上でＦｅの融点より低く、オーステナイト相２０が生成する温度で加熱して、合金素材１１とＦｅとを溶融合金化させる工程である。
【００４５】
合金素材１１が配置された鋼材１６を、Ｆｅの融点より低い温度で加熱するのは、母材である鋼材１０が溶け落ちないようにするためである。また、合金素材１１が配置された鋼材１６を、オーステナイト相２０が生成する温度で加熱するのは、合金素材１１と、鋼材１０のＦｅとを溶融合金化させて溶融合金相１８とした後、非磁性相であるオーステナイト相２０を生成させて非磁性領域を形成するためである。
【００４６】
合金素材１１を配置した鋼材１６について、鋼材全体を加熱してもよいし、合金素材１１を配置した部分だけを局部加熱してもよい。また、加熱装置には、金属材料の熱処理で一般的に使用されている加熱炉を使用することができる。勿論、他の条件次第では、加熱装置は、レーザ加熱、高周波誘導加熱等でも可能であり、上記加熱炉に限定されることはない。溶融合金化後、所定領域にオーステナイト相２０が生成された鋼材２２は、例えば、空冷等で冷却される。
【００４７】
ここで、図７は、合金素材１１とオーステナイト相を生成させる加熱温度との関係を示す図である。Ｍｎ―Ｎｉ合金素材（Ｍｎ−Ｎｉ系合金）を用いた場合には、加熱温度は、１０２０℃以上でＦｅの融点より低い温度である。Ｓｉを含有するＭｎ―Ｎｉ合金素材（Ｍｎ−Ｎｉ−Ｓｉ系合金）を用いた場合には、加熱温度は、９７０℃以上でＦｅの融点より低い温度である。Ｂを含有するＭｎ―Ｎｉ合金素材（Ｍｎ−Ｎｉ−Ｂ系合金）を用いた場合には、加熱温度は、９００℃以上でＦｅの融点より低い温度である。Ｍｎ―Ｃｕ合金素材（Ｍｎ−Ｃｕ系合金）またはＮｉを含有するＭｎ−Ｃｕ合金素材（Ｍｎ−Ｃｕ−Ｎｉ系合金）を用いた場合には、加熱温度は、８８０℃以上でＦｅの融点より低い温度である。また、図７に示すように、上記のＭｎ―Ｎｉ合金素材またはＭｎ―Ｃｕ合金素材は、加熱温度が１２５０℃以上であるＭｎやＦｅ―Ｍｎ系合金より、更に低い温度でＦｅと溶融合金化させてオーステナイト相を形成することができる。
【００４８】
次に、上記構成の作用について説明する。図８は、鋼材における非磁性領域形成の作用を示す図である。まず、図８（Ａ）に示すように、配置工程（Ｓ１２）で、合金素材１１が鋼材１０の所定領域に配置される。
【００４９】
次に、図８（Ｂ）に示すように、溶融合金化工程（Ｓ１４）で、合金素材１１が配置された鋼材１６は、合金素材１１の融点以上でＦｅの融点より低く、オーステナイト相２０が生成する温度で加熱される。加熱処理により、合金素材１１と鋼材１０との溶融合金化が開始し、鋼材１０の所定領域に溶融合金相１８が形成される。
【００５０】
ここで、Ｍｎ―Ｎｉ合金素材（Ｍｎ−Ｎｉ系合金）を用いた場合における加熱温度は、例えば、１０２０℃であり、Ｓｉを含有するＭｎ−Ｎｉ合金素材（Ｍｎ−Ｎｉ―Ｓｉ系合金）を用いた場合における加熱温度は、例えば、９７０℃であり、Ｂを含有するＭｎ−Ｎｉ合金素材（Ｍｎ−Ｎｉ―Ｂ系合金）を用いた場合における加熱温度は、例えば、９００℃であり、Ｍｎ―Ｃｕ合金素材（Ｍｎ―Ｃｕ系合金）を用いた場合における加熱温度は、例えば、８８０℃である。
【００５１】
そして、図８（Ｃ）に示すように、鋼材１０中へ合金素材１１の溶融拡散が進行すると、溶融合金相１８が更に厚く形成される。ここで、合金素材１１の溶融拡散が進行するに伴って溶融合金相１８中におけるＦｅ濃度が高くなるため、溶融合金相１８の融点は合金素材１１の融点よりも高くなる。
【００５２】
図８（Ｄ）に示すように、合金素材１１が、鋼材１０中に更に溶融拡散すると溶融合金相１８中におけるＦｅの濃度が更に高くなり、溶融合金相１８は固相領域に達する。それにより溶融合金相１８が固化してオーステナイト相２０が生成される。そして、鋼材１０に生成されたオーステナイト相２０の融点は加熱温度よりも高くなるので、溶融合金化が停止する。以上により、鋼材１０の所定領域にオーステナイト相２０が生成されて、非磁性領域が形成された鋼材２２が製造される。
【００５３】
なお、３０質量％以上５２質量％以下のＮｉを含有し、更に、ＳｉとＢとを含有するＭｎ−Ｎｉ合金素材で、ＳｉとＢとの添加量が、数１の式に示す関係にあるＭｎ−Ｎｉ合金素材を用い、そのＳＭ値に応じて、数２の式で決まる１２５０℃以下の温度へ加熱し、Ｍｎ−Ｎｉ合金素材と鋼材とを１対１の重量比率で略均一に溶融合金化させることができる。
【００５４】
(数１)
ＳＭ＝〔Ｓｉ質量％〕＋（３．９〜４．２）×〔Ｂ質量％〕
【００５５】
(数２)
〔Ｔ℃〕＝１３２４−１３．０７４×ＳＭ
【００５６】
まず、２．４質量％のＳｉを含有するＦｅ−２．４Ｓｉ合金と、４０質量％のＮｉを含有するＭｎ−４０Ｎｉ合金とが１対１で混合されたとき、すなわち平均組成を原点として、更に、ＳｉとＢとが添加されたときの融点変化を解析した。上記解析は、熱力学モデルに基づいて計算により状態図を求めるＣＡＬＰＨＡＤ法で行った。また、上記解析には、状態図計算ソフトウエアＴｈｅｒｍｏ−Ｃａｌｃと、付属データベースのＳＳＯＬ２とを用いた。
【００５７】
図９は、Ｆｅ−２．４Ｓｉ/（Ｍｎ−４０Ｎｉ）−Ｓｉ−Ｂ合金における液相/固相境界（融点）の解析結果を示す図である。図９では、横軸にＢの含有量を取り、縦軸にＳｉの含有量を取り、液相/固相境界を各々融点（１１５０℃から１２２０℃）とともに線で示した。図９に示すように、Ｓｉ＋Ｂの合計含有量が多くなるとともに、Ｆｅ−２．４Ｓｉ/（Ｍｎ−４０Ｎｉ）−Ｓｉ−Ｂ合金の融点が１２２０℃から１１５０℃へ低下した。ここで、同融点となる合金組成では、ＳｉとＢとの含有率が数３の関係にあることを見出した。
【００５８】
(数３)
Ｓｉ：Ｂ＝４：１
【００５９】
このように、同融点となる合金組成では、Ｓｉの含有量は、Ｂの含有量の略４倍に相当することが明らかになった。例えば、融点が１１６０℃の場合には、Ｆｅ−２．４Ｓｉ/５０％（Ｍｎ−３６Ｎｉ−１０Ｓｉ）合金のＳｉ含有量は１０質量％であり、Ｆｅ−２．４Ｓｉ/５０％（Ｍｎ−３９Ｎｉ−２．６Ｂ）合金のＢ含有量は２．６質量％である。したがって、Ｆｅ−２．４Ｓｉ/５０％（Ｍｎ−３６Ｎｉ−１０Ｓｉ）合金におけるＳｉ含有量は、Ｆｅ−２．４Ｓｉ/５０％（Ｍｎ−３９Ｎｉ−２．６Ｂ）合金におけるＢ含有量の略４倍と一致する。以上のことから、（Ｍｎ−４０Ｎｉ）−Ｓｉ−Ｂ合金におけるＢの含有量を略４倍することにより、Ｂ含有量をＳｉ含有量に換算することができる。
【００６０】
そこで、ＳｉとＢとを含有する（Ｍｎ−４０Ｎｉ）−Ｓｉ−Ｂ合金において、Ｂの含有量をＳｉの含有量に換算して、数１に示すＳＭ値を求めた。そして、ＳＭ値と、ＳＭ値に対応するＦｅ−２．４Ｓｉ/（Ｍｎ−４０Ｎｉ）−Ｓｉ−Ｂ合金の融点とを線形近似して、数２に示すＳＭ値と溶融合金化するための加熱温度との関係式を求めた。数２の関係式によれば、例えば、ＳＭ値を１増加させることにより、加熱温度を略１３℃低下させることができる。このように、数２の関係式を用いることにより、Ｍｎ−Ｎｉ合金素材に含有されるＳｉまたはＢの含有量から、鋼材と溶融合金化するための加熱温度を計算で求めることができる。
【００６１】
また、回転機用ロータ等に用いられる積層鋼板の所定の領域に、上記構成により非磁性領域を形成することができる。図１０は、積層鋼板３０を示す図であり、図１０（Ａ）は、合金素材３２が各々電磁鋼板３４に配置された積層鋼板を示す図であり、図１０（Ｂ）は、非磁性領域４０が各々電磁鋼板３４に形成された積層鋼板を示す図である。。配置工程（Ｓ１２）で、合金素材３２が、各々電磁鋼板３４に設けられた凹部３６に配置される。そして、溶融合金化工程で（Ｓ１４）、合金素材３２が配置された領域にオーステナイト相４０が生成されて、各々電磁鋼板３４に非磁性領域が形成される。
【００６２】
上記構成によれば、鋼材の所定領域にＭｎ―Ｎｉ合金素材等を配置し、Ｍｎ―Ｎｉ合金素材等が配置された鋼材を、Ｍｎ―Ｎｉ合金素材等の融点以上でＦｅの融点より低く、オーステナイト相が生成する温度で加熱して、Ｍｎ―Ｎｉ合金素材等とＦｅとを溶融合金化し、オーステナイト相を生成させることにより、鋼材の所定領域における溶融合金化反応を制御することができるので、鋼材に非磁性領域をより均一に形成することができる。
【００６３】
上記構成によれば、鋼材の所定領域を溶融合金化させてオーステナイト相を生成させるので、固相反応により非磁性材料等を鋼材に拡散浸透させる場合よりも、より速く拡散浸透させて非磁性領域を形成することができる。そのため、非磁性領域が形成された鋼材の生産性がより向上し、製造コストを更に抑えることができる。
【００６４】
上記構成によれば、鋼材の所定領域を部分的に溶融合金化させてオーステナイト相を生成させて非磁性領域を形成することができるので、必要な場所に表面から所望の厚さのオーステナイト相を生成させて、非磁性相をより均一に形成することができる。
【００６５】
上記構成によれば、合金素材にＭｎ―Ｎｉ合金素材またはＭｎ―Ｃｕ合金素材を用いることにより、合金素材にＭｎやＦｅ―Ｍｎ合金を用いた場合よりも、更に低い加熱温度でＦｅと溶融合金化することができる。
（実施例１）
【００６６】
Ｍｎ―Ｎｉ合金素材を使用して、電磁鋼板の所定領域に非磁性領域の形成を行った。図１１は、Ｍｎ―Ｎｉ合金素材を使用した電磁鋼板の非磁性領域形成方法を示す図である。電磁鋼板には、３質量％Ｓｉを含有するＦｅ―Ｓｉ合金を使用した。また、電磁鋼板には、３０ｍｍ×２５ｍｍ×０．２ｍｍtの板材を用いた。Ｍｎ―Ｎｉ合金素材には、６０質量％Ｍｎと、４０質量％Ｎｉとを含有するＭｎ―Ｎｉ合金粉末を用いた。Ｍｎ―Ｎｉ合金粉末用バインダには、メチルセルロースを水に溶かしたメチルセルロース溶液を用いた。そして、Ｍｎ―Ｎｉ合金粉末とメチルセルロース溶液とを混合して、Ｍｎ―Ｎｉ合金ペーストを作製した。
【００６７】
次に、電磁鋼板の所定領域に、所定厚さのＭｎ―Ｎｉ合金ペーストを塗布した。そして、Ｍｎ―Ｎｉ合金ペーストを塗布した電磁鋼板を、加熱炉で加熱して溶融合金化させた。Ｍｎ―Ｎｉ合金ペーストを塗布した電磁鋼板の加熱条件は、１２００℃で２０分間とした。溶融合金化後、電磁鋼板に生成されたオーステナイト相の断面を金属顕微鏡等により観察して溶け込み量を評価した。
【００６８】
図１２は、Ｍｎ―Ｎｉ合金素材を用いて電磁鋼板に生成させたオーステナイト相の断面観察結果を示す図である。図１２に示すように、電磁鋼板の所定領域で溶融合金化反応を均一に停止させることにより、電磁鋼板表面から所望厚さを均一に合金化させてオーステナイト相を生成させることができた。また、生成したオーステナイト相（溶融層）の厚みは３６μｍであった。
（実施例２）
【００６９】
Ｍｎ―Ｎｉ合金素材の使用量と、電磁鋼板の所定領域に形成されるオーステナイト相の厚み（溶け込み量）との関係について検討した。電磁鋼板には、３質量％Ｓｉを含有するＦｅ―Ｓｉ合金を使用した。また、電磁鋼板には、１０ｍｍ×１０ｍｍ×０．３５ｍｍtのシート材を用いた。Ｍｎ―Ｎｉ合金素材には、６０質量％Ｍｎと、４０質量％Ｎｉとを含有する６０Ｍｎ―４０Ｎｉ合金シートを用いた。
【００７０】
次に、電磁鋼板を加熱温度１２５０℃で全て溶融合金化して、オーステナイト相を生成させるための６０Ｍｎ―４０Ｎｉ合金量を計算で求めた。図１３は、６０Ｍｎ―４０Ｎｉ合金量を計算するための図である。６０Ｍｎ―４０Ｎｉ合金シートの幅を１０ｍｍ、長さを１０ｍｍとして、６０Ｍｎ―４０Ｎｉ合金シートの厚みをＸとすると、６０Ｍｎ―４０Ｎｉ合金シートと電磁鋼板とが溶融合金化したときの６０Ｍｎ―４０Ｎｉ合金の割合は、数４で表すことができる。
【００７１】
(数４)
Ｘ/(Ｘ＋０．３５）
【００７２】
図１４は、Ｆｅ−Ｓｉ合金（電磁鋼板）/Ｍｎ−Ｎｉ合金の合金状態図である。図１４
に示すように、Ｆｅ−Ｓｉ合金と６０Ｍｎ−４０Ｎｉ合金とを加熱温度１２５０℃で溶融合金化させる場合には、Ｆｅ−Ｓｉ合金と６０Ｍｎ―４０Ｎｉ合金とが溶融反応してＭｎとＮｉとがＦｅ−Ｓｉ合金中を溶融拡散し、溶融合金中のＭｎ濃度が固相線上の２４質量％（６０Ｍｎ−４０Ｎｉ合金濃度で４０質量％）になったところで溶融反応が停止し、溶融合金が固化する。したがって、電磁鋼板が全てオーステナイト相となるためには、数５の式が成立する。
【００７３】
(数５)
Ｘ/(Ｘ＋０．３５）＝０．４０
【００７４】
ここで、数５の式を解くと、Ｘ＝０．２３となる。したがって、板厚０．３５ｍｍの電磁鋼板を全てオーステナイト相とするためには、板厚０．２３ｍｍの６０Ｍｎ―４０Ｎｉ合金シートを要する。次に、６０Ｍｎ―４０Ｎｉ合金の密度を７．５ｇ/ｃｍ3として重量換算すると、数６で表すことができる。
【００７５】
(数６)
１(cm)×１(cm)×０．０２３(cm)×７．５(g/cm3)＝０．１７２５(g)
【００７６】
図１５は、６０Ｍｎ―４０Ｎｉ合金の添加量と、生成したオーステナイト相の厚みとの関係を示す図である。図１５では、横軸に６０Ｍｎ―４０Ｎｉ合金の添加量を取り、縦軸にオーステナイト相の厚みである溶け込み量を取り、所定量の６０Ｍｎ―４０Ｎｉ合金を電磁鋼板に配置し、１２５０℃で溶融合金化したときの溶け込み量の測定値を黒四角形でプロットした。６０Ｍｎ―４０Ｎｉ合金を０．１７２５ｇ添加したときの計算で求めた溶け込み量０．５８ｍｍ（６０Ｍｎ―４０Ｎｉ合金板厚０．２３ｍｍ＋電磁鋼板板厚０．３５ｍｍ）は、図１５に示す実験値と略一致した。以上により、６０Ｍｎ―４０Ｎｉ合金の添加量と加熱温度とから電磁鋼板に生成されるオーステナイト相の厚みの推定が可能であることがわかった。
（実施例３）
【００７７】
Ｓｉを含有するＭｎ―Ｎｉ合金素材を使用して、電磁鋼板の所定領域に非磁性領域の形成を行った。図１６は、Ｓｉを含有するＭｎ―Ｎｉ合金素材を使用した電磁鋼板の非磁性領域形成方法を示す図である。電磁鋼板には、３質量％Ｓｉを含有するＦｅ―Ｓｉ合金を使用した。また、電磁鋼板には、３０ｍｍ×２５ｍｍ×０．２ｍｍtの板材を用いた。Ｓｉを含有するＭｎ―Ｎｉ合金素材には、５０質量％Ｍｎと、４０質量％Ｎｉと、１０質量％Ｓｉと、を含有するＭｎ―Ｎｉ−Ｓｉ合金粉末を用いた。Ｍｎ―Ｎｉ−Ｓｉ合金粉末用バインダには、メチルセルロースを水に溶かしたメチルセルロース溶液を用いた。そして、Ｍｎ―Ｎｉ−Ｓｉ合金粉末とメチルセルロース溶液とを混合して、Ｍｎ―Ｎｉ−Ｓｉ合金ペーストを作製した。
【００７８】
次に、電磁鋼板の所定領域に、所定厚さのＭｎ―Ｎｉ−Ｓｉ合金ペーストを塗布した。そして、Ｍｎ―Ｎｉ−Ｓｉ合金ペーストを塗布した電磁鋼板を、加熱炉で加熱して溶融合金化させた。Ｍｎ―Ｎｉ−Ｓｉ合金ペーストを塗布した電磁鋼板の加熱条件は、１１７０℃で２０分間とした。溶融合金化後、電磁鋼板に生成されたオーステナイト相の断面を金属顕微鏡等により観察して溶け込み量を評価した。
【００７９】
図１７は、Ｓｉを含有するＭｎ―Ｎｉ合金素材を用いて電磁鋼板に生成させたオーステナイト相の断面観察結果を示す図である。図１７に示すように、電磁鋼板の所定領域で溶融合金化反応を均一に停止させることにより、電磁鋼板表面から所望厚さを均一に合金化させてオーステナイト相を生成させることができた。また、生成したオーステナイト相（溶融層）の厚みは９３μｍであった。
（実施例４）
【００８０】
Ｂを含有するＭｎ―Ｎｉ合金素材を使用して、電磁鋼板の所定領域に非磁性領域の形成を行った。図１８は、Ｂを含有するＭｎ―Ｎｉ合金素材を使用した電磁鋼板の非磁性領域形成方法を示す図である。電磁鋼板には、３質量％Ｓｉを含有するＦｅーＳｉ合金を使用した。また、電磁鋼板には、３０ｍｍ×２５ｍｍ×０．２ｍｍtの板材を用いた。Ｂを含有するＭｎ―Ｎｉ合金素材には、５８．４質量％Ｍｎと、３９質量％Ｎｉと、２．６質量％Ｂと、を含有するＭｎ―Ｎｉ−Ｂ合金粉末を用いた。Ｍｎ―Ｎｉ−Ｂ合金粉末用バインダには、メチルセルロースを水に溶かしたメチルセルロース溶液を用いた。そして、Ｍｎ―Ｎｉ−Ｂ合金粉末とメチルセルロース溶液とを混合して、Ｍｎ―Ｎｉ−Ｂ合金ペーストを作製した。
【００８１】
次に、電磁鋼板の所定領域に、所定厚さのＭｎ―Ｎｉ−Ｂ合金ペーストを塗布した。そして、Ｍｎ―Ｎｉ−Ｂ合金ペーストを塗布した電磁鋼板を、加熱炉で加熱して溶融合金化させた。Ｍｎ―Ｎｉ−Ｂ合金ペーストを塗布した電磁鋼板の加熱条件は、１１２０℃で２０分間とした。溶融合金化後、電磁鋼板に生成されたオーステナイト相の断面を金属顕微鏡等により観察して溶け込み量を評価した。
【００８２】
図１９は、Ｂを含有するＭｎ―Ｎｉ合金素材を用いて電磁鋼板に生成させたオーステナイト相の断面観察結果を示す図であり、図１９（Ａ）は、保持時間０分の場合におけるオーステナイト相の断面観察結果であり、図１９（Ｂ）は、保持時間２０分の場合におけるオーステナイト相の断面観察結果である。図１９（Ｂ）に示すように、電磁鋼板の所定領域で溶融合金化反応を均一に停止させることにより、電磁鋼板表面から所望厚さを均一に合金化させてオーステナイト相を生成させることができた。また、生成したオーステナイト相（溶融層）の厚みは２００μｍであった。また、溶融部分には、硼化物が分散されていた。
（実施例５）
【００８３】
Ｎｉを含有するＭｎ―Ｃｕ合金素材を使用して、電磁鋼板の所定領域に非磁性領域の形成を行った。図２０は、Ｎｉを含有するＭｎ―Ｃｕ合金素材を使用した電磁鋼板の非磁性領域形成方法を示す図である。電磁鋼板には、３質量％Ｓｉを含有するＦｅ―Ｓｉ合金を使用した。また、電磁鋼板には、３０ｍｍ×２５ｍｍ×０．２ｍｍtの板材を用いた。Ｎｉを含有するＭｎ―Ｃｕ合金素材には、２５質量％Ｍｎと、４０質量％Ｃｕと、３５質量％Ｎｉと、を含有するＭｎ―Ｃｕ−Ｎｉ合金粉末を用いた。Ｍｎ―Ｃｕ−Ｎｉ合金粉末用バインダには、メチルセルロースを水に溶かしたメチルセルロース溶液を用いた。そして、Ｍｎ―Ｃｕ−Ｎｉ合金粉末とメチルセルロース溶液とを混合して、Ｍｎ―Ｃｕ−Ｎｉ合金ペーストを作製した。
【００８４】
次に、電磁鋼板の所定領域に、所定厚さのＭｎ―Ｃｕ−Ｎｉ合金ペーストを塗布した。そして、Ｍｎ―Ｃｕ−Ｎｉ合金ペーストを塗布した電磁鋼板を、加熱炉で加熱して溶融合金化させた。Ｍｎ―Ｃｕ−Ｎｉ合金ペーストを塗布した電磁鋼板の加熱条件は、１１００℃で２０分間とした。溶融合金化後、電磁鋼板に生成されたオーステナイト相の断面を金属顕微鏡等により観察して溶け込み量を評価した。
【００８５】
図２１は、Ｎｉを含有するＭｎ―Ｃｕ合金素材を用いて電磁鋼板に生成されたオーステナイト相の断面観察結果を示す図である。図２１に示すように、電磁鋼板の所定領域で溶融合金化反応を均一に停止させることにより、電磁鋼板表面から所望の厚さを均一に合金化させてオーステナイト相を生成させることができた。また、生成したオーステナイト相（溶融層）の厚みは１３μｍであった。
【００８６】
図２２は、Ｎｉを含有するＭｎ―Ｃｕ−Ｎｉ合金ペーストを塗布した電磁鋼板の外観を示す図であり、図２２（Ａ）は、Ｍｎ―Ｃｕ−Ｎｉ合金ペーストが塗布された電磁鋼板の外観を示す図であり、図２２（Ｂ）は、溶融合金化によりオーステナイト相が生成された電磁鋼板の外観を示す図である。図２２（Ｂ）に示すように、Ｍｎ−Ｃｕ−Ｎｉ合金ペーストが塗布された領域にのみオーステナイト相が生成されて非磁性領域が形成されることがわかった。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の実施の形態において、鋼材の非磁性領域形成方法を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態において、Ｍｎ−Ｎｉ合金の合金状態図である。
【図３】本発明の実施の形態において、Ｆｅ−３質量％Ｓｉ合金（電磁鋼板）とＭｎ−Ｎｉ合金との合金状態図である。
【図４】本発明の実施の形態において、Ｆｅ−３質量％Ｓｉ合金（電磁鋼板）とＭｎ−Ｎｉ―Ｓｉ合金との合金状態図である。
【図５】本発明の実施の形態において、Ｆｅ−３質量％Ｓｉ合金（電磁鋼板）とＭｎ−Ｎｉ―Ｂ合金との合金状態図である。
【図６】本発明の実施の形態において、Ｍｎ−Ｃｕ−Ｎｉ合金の合金状態図である。
【図７】本発明の実施の形態において、合金素材とオーステナイト相を生成させる加熱温度との関係を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態において、鋼材における非磁性領域形成の作用を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態において、Ｆｅ−２．４Ｓｉ/（Ｍｎ−４０Ｎｉ）−Ｓｉ−Ｂ合金における液相/固相境界（融点）の解析結果を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態において、積層鋼板を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態において、Ｍｎ―Ｎｉ合金素材を使用した電磁鋼板の非磁性領域形成方法を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態において、Ｍｎ―Ｎｉ合金素材を用いて電磁鋼板に生成させたオーステナイト相の断面観察結果を示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態において、６０Ｍｎ―４０Ｎｉ合金量を計算するための図である。
【図１４】本発明の実施の形態において、Ｆｅ−Ｓｉ合金（電磁鋼板）/Ｍｎ−Ｎｉ合金の合金状態図である。
【図１５】本発明の実施の形態において、６０Ｍｎ―４０Ｎｉ合金の添加量と、生成したオーステナイト相の厚みとの関係を示す図である。
【図１６】本発明の実施の形態において、Ｓｉを含有するＭｎ―Ｎｉ合金素材を使用した電磁鋼板の非磁性領域形成方法を示す図である。
【図１７】本発明の実施の形態において、Ｓｉを含有するＭｎ―Ｎｉ合金素材を用いて電磁鋼板に生成させたオーステナイト相の断面観察結果を示す図である。
【図１８】本発明の実施の形態において、Ｂを含有するＭｎ―Ｎｉ合金素材を使用した電磁鋼板の非磁性領域形成方法を示す図である。
【図１９】本発明の実施の形態において、Ｂを含有するＭｎ―Ｎｉ合金素材を用いて電磁鋼板に生成させたオーステナイト相の断面観察結果を示す図である。
【図２０】本発明の実施の形態において、Ｎｉを含有するＭｎ―Ｃｕ合金素材を使用した電磁鋼板の非磁性領域形成方法を示す図である。
【図２１】本発明の実施の形態において、Ｎｉを含有するＭｎ―Ｃｕ合金素材を用いて電磁鋼板に生成されたオーステナイト相の断面観察結果を示す図である。
【図２２】本発明の実施の形態において、Ｎｉを含有するＭｎ―Ｃｕ−Ｎｉ合金ペーストを塗布した電磁鋼板の外観を示す図である。
【符号の説明】
【００８８】
１０  鋼材、１１、３２  合金素材、１２、３６  凹部、１６  合金素材が配置された鋼材、１８  溶融合金相、２０，４０  オーステナイト相、２２  非磁性領域が形成された鋼材、３０  積層鋼板、３４  電磁鋼板。
【図１】
2008308712.tif 000003
【図２】
2008308712.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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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１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１８】
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【図２０】
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【図１２】
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【図１７】
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【図１９】
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【図２１】
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【図２２】
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