(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フェライトと炭化物を主体とする金属組織からなる磁性を有する金属材料に黒鉛からなる加熱体を押し当てて、該金属材料のオーステナイト化温度以上、溶融点未満の温度に入熱した後冷却して、該入熱部分をマルテンサイトまたはオーステナイトを主体とする金属組織に変態させることにより、該金属材料にその透磁率より低い透磁率を有する弱磁性部または非磁性部を部分的に形成させることを特徴とする複合磁性部材の製造方法。
【請求項２】
前記磁性を有する金属材料は、質量％でＣ：０．３０〜０．８０、Ｓｉ：０．１〜４．０、Ｍｎ：０．１〜２．０、Ｎｉ：０．１〜４．０、Ｃｒ：１０．０〜２５．０、Ａｌ：０．１〜５．０、Ｎ：０．０１〜０．１０を含み、残部が実質的にＦｅからなることを特徴とする請求項１に記載の複合磁性部材の製造方法。
【請求項３】
前記磁性を有する金属材料は、最大透磁率４００以上の強磁性金属材料であり、前記部分的に形成された弱磁性部または非磁性部の最大透磁率は１００以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の複合磁性部材の製造方法。
【請求項４】
前記弱磁性化または非磁性化する部分は、該部分の形状に近似する形状の押し当て部を有する加熱体により入熱して形成されることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の複合磁性部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、単一材料中に強磁性部と弱磁性部とを併せ持つ複合磁性部材とその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えばモータの回転子等、磁気回路を必要とする工業製品においては、磁気回路を形成するために、強磁性金属材料（一般には軟質磁性材料）の一部に非磁性部を設けた構造が用いられている。このような強磁性金属材料の一部に非磁性部分を設ける方法としては、強磁性部品に非磁性部品をろう付けやレーザ溶接によって固着する手法や、強磁性金属材料の一部をプレスで打ち抜いて空隙を作ることにより非磁性部とする手法が用いられてきた。
【０００３】
これらの異種材を接合する手法やプレス打ち抜きによる手法に対し、近年、単一組成からなる金属材料を使用して、この単一材に冷間加工または熱処理によって強磁性部と非磁性部を設けた複合磁性部材が提案されている。
【０００４】
このような単一材の複合磁性部材を利用すると、強度、気密性の確保、振動等による破損防止等の信頼性の確保、またコストの低減の点で、強磁性体と非磁性体を接合した部品や強磁性体の一部をプレスで打ち抜いた部品よりも優れたものができる。
【０００５】
上述の単一材に熱処理によって強磁性部と非磁性部を設けた複合磁性部材の適用例として、例えば特開平９−９３８８５号にはリラクタンスモータの回転子に複合磁性部材を適用する発明が開示されている。この発明は、強磁性金属材料にレーザ照射により局部的な入熱を行うことにより非磁性部を形成する方法である。すなわち、強磁性金属材料の素材として、質量％で０．６Ｃ−１３Ｃｒ−Ｆｅからなるフェライトと炭化物が主体の組織の強磁性ステンレス鋼板を使用し、この素材の一部分にレーザ照射により局部的な入熱を行って、非磁性のオーステナイト組織の部分を形成させた複合磁性部材を回転子とするものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開平９−９３８８５号に開示されるような、レーザ照射を用いて弱磁性または非磁性化処理を行う場合には下記の３点が問題となる。
【０００７】
（１）素材の変形
前記のレーザ照射を用いた弱磁性または非磁性化処理では、強磁性金属材料への入熱形態は局部的な溶融・凝固処理になる。この溶融・凝固処理では、強磁性金属材料素材を溶融するのに必要な高い熱エネルギが局部的に注入されるので、金属材料素材に反りなどの変形が発生する場合がある。この反りなどの変形の発生は薄板の場合にはより顕著なものとなり、例えばモータ回転子のように板厚０．１〜０．５ｍｍの薄板を積層して使用する用途では、モータ組立時の作業性が悪く、回転子としての占積率が低下するという問題が生ずる。
【０００８】
（２）溶融ビード部の肉盛り
溶融・凝固により弱磁性部または非磁性部を形成させると、弱磁性部または非磁性部には溶融によるビードが生じ、このビード部の肉盛りにより板厚の寸法ムラが生ずる。このために寸法精度が求められる用途に対しては、要求が満足されない場合がある。例えばモータ回転子のように薄板を積層して使用する用途では、積層時の占積率の低下が問題となる。これを解消するために、研削加工によってビードの肉盛り部を削り落とすことにより板厚の寸法ムラを小さくすることもできるが、コスト高となって工業性に乏しくなる。
【０００９】
（３）弱磁性部または非磁性部の形状精度
前記のレーザ照射法により、前記モータ回転子のような複雑な異形の局部に弱磁性部または非磁性部を形成させる場合に、この異形の局部の形状を精度良く加熱する必要がある。このためにはレーザ照射の複雑な制御が必要になり、装置が高価になるとともに加熱時間も必要で量産性に欠けることになる。
【００１０】
本発明の目的は、上述の問題を解決し、単一材で強磁性部と弱磁性部または非磁性部を併せ持つ複合磁性部材において、従来部材よりも弱磁性または非磁性化処理時の変形や寸法ムラが少なく、かつ量産が可能で比較的安価な複合磁性部材とその製造方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明者等は、単一材の強磁性材に局部的に非磁性部や弱磁性部を設けた複合磁性部材の製造方法について鋭意検討し、以下の発明に至った。すなわち、先ず、強磁性金属材料に変形や寸法ムラを発生させずに弱磁性部または非磁性部を形成させる方法を検討した。
【００１２】
レーザ照射法の場合、強磁性金属材料の素材の変形や溶融ビードの肉盛りの発生原因は、主として弱磁性または非磁性部形成時の局部加熱温度が強磁性金属材料素材の溶融点を超える高温での処理にあることに着目した。すなわち、弱磁性または非磁性部となる箇所が溶融し過ぎない温度に熱源の温度を調整できれば、局部加熱に必要な熱エネルギーも小さくなるので、素材の変形の問題は緩和される。また、強磁性金属材料素材を過度に溶かさなければ、溶融ビードが形成されることも無い。本発明者等は、この点に着目し、局部加熱温度を磁性を有する金属材料素材が過度に溶融する温度まで上げないで弱磁性または非磁性化処理する方法を検討した。
【００１３】
この加熱温度を調整して、磁性を有する金属材料が過度に溶融する温度まで上げない局部加熱方法としては、例えば高周波加熱が考えられる。しかし、高周波加熱は熱源と被加熱体が接触しない方式であるため、被加熱体自体の加熱温度制御が難しい。また、例えば上述のようなモータ回転子の空隙部分に相当する、比較的複雑な形状の弱磁性または非磁性部を部分的に形成させることは極めて困難であり、適用できる複合磁性部材の形状が極めて限られてしまうという欠点がある。
【００１４】
本発明者等は、これを解決するために、強磁性金属材料の一部を弱磁性または非磁性化するために必要な温度以上で、かつ磁性を有する金属材料素材が過度に溶融しない温度に加熱した加熱体を、強磁性金属材料素材に直接押し当てて（スタンプする）入熱する、いわゆる焼印式の弱磁性または非磁性化処理方法の発明に至った。
【００１５】
この強磁性金属材料に直接押し当てる方式（以下、スタンプ方式と記す）によれば、熱源（加熱体）と被加熱体が直接接触するので、被加熱材と磁性を有する金属材料が接触するときの温度制御が容易であるという第一の利点がある。また加熱体の加熱温度を強磁性金属材料素材の溶融点未満にしておけば、スタンプ時に素材が溶けることもなく、変形や溶融ビードの問題も無いという第二の利点がある。また、例えば厚さ０．５ｍｍ以下の積層材のような薄板材へ適用には好適であるいう第三の利点もある。さらに、加熱体の押し当て部の形状を変えることにより、任意の目的形状の弱磁性または非磁性部を形成させることができるので、非磁性部の形状の加工精度をあげることができるという第四の利点もある。
このスタンプ入熱用の加熱体の材質としては黒鉛を用いると良い。材質が黒鉛であれば、加熱体の複雑形状にも加工し易く加熱による熱膨張も小さいので、目的とする形状を精度よくスタンプできる。
【００１６】
発明者らは、以上のような利点を知見し、上述した強磁性金属材料に弱磁性または非磁性化をする処理だけでなく、例えば弱磁性金属材料を部分的に非磁性化する処理にも十分に適用できることを見出し本発明に到達した。なお、本発明の弱磁性部とは、強磁性部よりも軟磁気特性が弱いことを意味するものである。
【００１７】
すなわち、本発明の複合磁性部材の製造方法は、フェライトと炭化物を主体とする金属組織からなる磁性を有する金属材料に黒鉛からなる加熱体を押し当てて、該金属材料のオーステナイト化温度以上、溶融点未満の温度に入熱した後冷却して、該入熱部分をマルテンサイトまたはオーステナイトを主体とする金属組織に変態させることにより、該金属材料にその透磁率より低い弱磁性部または非磁性部を部分的に形成させることを特徴とするものである。
このとき、前記磁性を有する金属材料が溶融しないようにするため、該金属材料に押し当てて入熱する加熱体の温度は、該磁性を有する金属材料の溶融点未満の温度とすることが望ましい。具体的には、加熱体が磁性を有する金属材料の溶融点未満の温度に加熱してあればよい。
【００１８】
前記弱磁性化または非磁性化する部分は、該部分の形状に近似する形状の押し当て部を有する加熱体により入熱して形成されることが、精度の高い形状の非磁性などの部分を形成させるために望ましい。
【００１９】
また、前記磁性を有する金属材料は、最大透磁率４００以上の強磁性金属材料であり、前記部分的に形成された弱磁性部または非磁性部の最大透磁率は１００以下であることが望ましい。
【００２０】
さらに、前記磁性を有する金属材料はフェライトと炭化物を主体とする金属組織を有し、前記部分的に弱磁性化または非磁性化された部分は、マルテンサイトまたはオーステナイトを主体とする金属組織であることが望ましく、また、質量％でＣ：０．３０〜０．８０、Ｓｉ：０．１〜４．０、Ｍｎ：０．１〜２．０、Ｎｉ：０．１〜４．０、Ｃｒ：１０．０〜２５．０、Ａｌ：０．１〜５．０、Ｎ：０．０１〜０．１０を含み、残部が実質的にＦｅからなることが望ましい。
【００２１】
【発明の実施の形態】
上述したように本発明の特徴は、強磁性や弱磁性の金属材料の素材部分と、それより透磁率を低下させた弱磁性または非磁性の部分との両特性を単一材料から成る金属部材に実現させる複合磁性部材の製造方法として、溶融点より低い温度での熱スタンプ式の加熱方法を見出したことにある。以下、本発明における数値を規定した理由について説明する。
【００２２】
本発明においては、強磁性特性を有する金属材料は当然のこと、弱磁性特性を有する金属材料を素材とすることも可能であるが、上述のような磁気回路を構成する用途には、磁束を通す部分と磁束を遮断する部分の透磁率の比が大きいことが好ましい。そのためには磁性を有する金属材料は、最大透磁率を４００以上の強磁性金属材料が好ましい。４００以上の最大透磁率は、例えばモータ部品のように高い軟磁性が要求される用途に対して、十分に適用可能な磁気特性であり、弱磁性部または非磁性部との透磁率の比を大きく保つことができる。この強磁性部の最大透磁率の望ましい範囲は７００以上である。
【００２３】
最大透磁率４００以上の強磁性金属材料としては、例えばＪＩＳ  ＳＵＳ４１０のような公知のステンレス鋼も適用することができるが、以下に示す組成と金属組織を有する材料が望ましい。
【００２４】
Ｃ：０．３０〜０．８０％
Ｃは弱磁性部や非磁性部となるマルテンサイトまたはオーステナイト組織を形成するために必要な元素であり、Ｃが０．３０％未満ではマルテンサイトまたはオーステナイト組織を形成する効果が小さく、逆に０．８０％を超えると強磁性部の炭化物が多くなり過ぎて軟磁性が劣るので、上述の範囲に規定した。
【００２５】
Ｓｉ：０．１〜４．０％
Ｓｉは強磁性部の軟磁性を高めるのに有効な元素であり、０．１％未満では軟磁性を高める効果が小さく、逆に４．０％を超えると冷間の加工性が劣化するので上述の範囲に規定した。
【００２６】
Ｍｎ：０．１〜２．０％
Ｍｎは弱磁性や非磁性部のマルテンサイトまたはオーステナイト組織を形成するために有効な元素である。０．１％未満ではマルテンサイトまたはオーステナイト組織を形成する効果が小さく、逆に２．０％を超えると強磁性部の軟磁性が劣るので上述の範囲に規定した。
【００２７】
Ｎｉ：０．１〜４．０％
ＮｉはＣ、Ｍｎと同様に、弱磁性や非磁性部のマルテンサイトまたはオーステナイト組織を形成するために有効な元素である。０．１％未満ではマルテンサイトまたはオーステナイト組織を形成する効果が小さく、逆に４．０％を超えると磁性部の軟磁性が劣るとともに加工性が悪くなるので上述の範囲に規定した。
【００２８】
Ｃｒ：１０．０〜２５．０％
Ｃｒは、複合磁性部材の耐食性を確保する元素である。１０．０％未満では耐食性を確保する効果が小さく、逆に２５．０％を超えると強磁性部の軟磁性が劣るとともに加工性が悪くなるので上述の範囲に規定した。
【００２９】
Ａｌ：０．１〜５．０％
Ａｌは、Ｓｉと同様に、強磁性部の軟磁性を高めるのに有効な元素であるが、０．１％未満では軟磁性を高める効果が小さく、逆に５．０％を超えると加工性が悪くなるので上述の範囲に規定した。
【００３０】
Ｎ：０．０１〜０．１０％
Ｎは、Ｃ、Ｍｎ、Ｎｉと同様に、弱磁性や非磁性部のマルテンサイトまたはオーステナイト組織を形成するために有効な元素である。Ｎが０．０１％未満では、マルテンサイトまたはオーステナイト組織を形成する効果が小さく、逆に０．１０％を超えると強磁性部の軟磁性が劣るとともに加工性が悪くなるので上述の範囲に規定した。
【００３１】
残部はＦｅであるが、不可避不純物としてＰ、Ｓ、Ｏを、複合磁気特性を特に劣化させない範囲として、それぞれ０．１％以下の範囲で含有してもよい。
【００３２】
金属組織を規定した理由は以下の通りである。
強磁性部の金属組織をフェライトと炭化物を主体する金属組織としたのは、上述の組成を有する素材を用いた場合、最大透磁率４００以上の磁気特性を得るのに必要な組織だからである。本発明でいうフェライトと炭化物を主体とする金属組織とは、強磁性部をエックス線回折により分析した際、検出されるすべてのピーク面積の内、５０％以上をフェライト相と炭化物が占めている組織を指す。なお、強磁性部の最大透磁率の望ましい範囲の７００以上を容易に得るには、強磁性部をエックス線回折により分析した際、検出されるすべてのピーク面積の内、８０％以上をフェライト相と炭化物が占めていれば良い。
【００３３】
上述したように、本発明では、磁性を有する金属材料を弱磁性または非磁性化処理の方法として、磁性を有する金属材料をその溶融点未満の温度でスタンプ方式を適用し、部分的にその金属材料の透磁率より低下させて弱磁性または非磁性部の形成を行うものである。すなわち、所定温度に加熱した加熱体を強磁性材料素材の弱磁性または非磁性化する部分に押し当てて（スタンプして）、その部分を加熱して透磁率を低下させる。このとき、上述したように、磁性を有する金属材料素材が過度に溶融することを防ぐために、加熱体の加熱温度は磁性を有する金属材料が溶融しない温度が好ましく、具体的には、金属材料の溶融点未満に加熱してあればよい。そして、このスタンプの際に、加熱体の押し当て部の形状を選択することにより、任意の形状の弱磁性または非磁性部分を有する複合磁性部材を得ることができるのが本発明の特徴である。
【００３４】
このスタンプの際に加熱温度が低すぎると、透磁率の低下が十分に行われず、例えば磁気回路として適用した場合、磁束を通す部分と磁束を遮断する部分の透磁率の差が小さくなって、強磁性部と弱磁性または非磁性部の境界が明瞭でなくなり、複合磁性部材として適用できなくなる場合がある。このため、熱源となる加熱体の加熱温度の下限は１０００℃とし、十分な熱容量を持たせることが望ましい。このようにすれば、弱磁性または非磁性部の最大透磁率を１００以下とすることが容易となる。
【００３５】
本発明において、この弱磁性または非磁性部の望ましい最大透磁率を１００以下としたのは、これを超えると磁束が通り易くなり、弱磁性としての用途に適さなくなるからである。弱磁性部の最大透磁率の望ましい範囲は５０以下、更に望ましい範囲は１０以下である。
【００３６】
上述した化学組成と金属組織を満たした強磁性金属材料を例にとって、加熱温度について更に詳しく説明する。上記本発明の強磁性金属材料のＡ3 点は８００〜９００℃である。したがって、Ａ3 点直上〜１０００℃未満の温度範囲で加熱を行つても急冷後の組織はマルテンサイトになり、マルテンサイト組織は半硬質的な磁性を示すので、加熱部の透磁率は素材のフェライト組織と比較すれば下がることになる。しかし、１０００℃未満の温度ではマトリックスに固溶するＣ量が少く、最大透磁率を１００以下までは下げ難い。そこで、最大透磁率を１００以下まで下げるのに必要な固溶Ｃ量を確保する加熱温度の下限は、１０００℃が望ましい。なお、加熱温度を１１５０℃以上にすればマトリックスは溶体化してオーステナイト主体の組織となるので、更なる弱磁性または非磁性が確保できる。したがって、上記強磁性金属材料の加熱温度のより好ましい下限は１１５０℃である。
【００３７】
上記の弱磁性または非磁性化処理によって金属組織に調整することで、弱磁性または非磁性部の金属組織をマルテンサイトまたはオーステナイトを主体とすることができ、最大透磁率１００以下の磁気特性を得ることができる。ここで、マルテンサイトを主体とする組織とは、弱磁性または非磁性部をエックス線回折により分析した際、検出されるマルテンサイト相、オーステナイト相のピーク面積の総和の内、５０％以上をマルテンサイトが占めている組織をいう。このときの硬さは、ビッカース硬さでほぼ４００Ｈｖ以上になる。マルテンサイト組織の硬さは固溶Ｃ量によって決まるが、固溶Ｃ量は弱磁性部の透磁率を下げる因子でもある。固溶Ｃを実測することは難しいが、マルテンサイトの硬さが４００Ｈｖ以上であれば、最大透磁率を１００以下に下げるのに十分なＣがマルテンサイト中に固溶していると判断される。
【００３８】
また、ここでいうオーステナイトを主体とする組織とは、弱磁性または非磁性部をエックス線回折により分析した際、検出されるすべての相のピーク面積の総和の内、５０％以上をオーステナイトが占めている組織を指す。
【００３９】
本発明のスタンプ方式では、前述のように弱磁性または非磁性部の形成に際して、スタンプ入熱用の加熱体の押し当て部を予め弱磁性化したい形状に加工しておくことが望ましい。具体的に説明すると、例えば、上述のようなモータ用途に適用する場合、空隙により非磁性部を形成させる場合の打抜き部に相当する形状の押し当て部を有する加熱体を使用し、この加熱体を強磁性金属材料に押し当てることで、一気に複雑な形状を持った弱磁性または非磁性部を形成することが可能である。このように本発明のスタンプ方式では、従来予想だにしなかった形状の弱磁性または非磁性部を形成することが可能であり、例えば、直線や曲線等の線状、破線、円形状、多角形状、文字や図柄、或いは更にそれらの組合せ等、種々の形状の弱磁性または非磁性部の形成が可能である。
【００４０】
このスタンプ入熱用の加熱体の材質としては、例えば黒鉛を用いると良い。材質が黒鉛であれば、加熱体を上述の様な複雑形状にも加工し易く加熱による熱膨張も小さいので、目的とする形状を精度よくスタンプできる。このように、本発明のスタンプ方式によれば、レーザ等の高価な加熱源を使用するよりも低コストになる。
【００４１】
なお、本発明の製造方法は、加熱体から被加熱体である強磁性素材への熱伝導により、強磁性素材の一部を弱磁性または非磁性化するものであるから、熱が通り易い薄板素材に対して特に有効である。
【００４２】
【実施例】
本実施例においては、表１の組成の板厚０．３５ｍｍの強磁性金属素材を使用し、下記条件で熱スタンプ方式により弱磁性または非磁性部を形成させた。本実施例で用いた強磁性金属材料素材の成分を表１に示し、その組織、エックス線回折図形、直流磁気特性を、それぞれ図１〜３に示す。以下、それぞれについて説明する。
【００４３】
【表１】
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【００４４】
図１は素材の走査型電子顕微鏡による金属組織写真であり、組織はフェライトと炭化物の形態となっていることが分かる。図２はそのエックス線回折図形であり、強磁性金属材料の素材にフェライトと炭化物以外の相は検出されておらず、フェライトと炭化物で１００％の組織となっていることが分かる。
【００４５】
図３は素材の直流磁気特性を示す。磁性測定は、強磁性金属材料の素材から外径４５ｍｍ、内径３３ｍｍのＪＩＳ磁性リングを採取し、一次巻線１５０回、二次巻線３０回を行った後、４０００Ａ／ｍの直流磁場を掛けてＢ−Ｈ特性を測定した。図３から本素材の最大透磁率は８４８である。また、示差熱分析により測定した本強磁性金属材料の溶融点は、１４８４℃であった。
【００４６】
上記の強磁性金属材料素材を熱スタンプし、その組織、直流磁気特性を測定した。図８は熱スタンプの状態を説明する図である。熱スタンプの熱源に用いる加熱体としては、図８に示す形状の外径４５ｍｍ、内径３３ｍｍ、高さ５０ｍｍのカーボン製の円筒ブロック１を使用した。この加熱体を温度を変えて昇温した炉内に５分間保持後炉から取り出し、直ちに前記の板厚０．３５ｍｍの強磁性金属材料の素材２に加熱体を押し当てて入熱（スタンプ）した。加熱温度は９００℃〜１３００℃の範囲で温度を変え、スタンプ時の保持時間は３秒間とし、スタンプ後空冷した。熱スタンプ面の形状は図８の２ａで示すように外径４５ｍｍ、内径３３ｍｍのリング状である。なお、スタンプ後の強磁性金属材料には反りの発生がないことを目視で確認した。
【００４７】
この熱スタンプされたリング部２ａからワイヤカットにより試料を採取し、一次巻線３００回、二次巻線３０回を施した後、８０００Ａ／ｍの直流磁場を掛けてＢ−Ｈ曲線から最大透磁率μｍを測定して磁気特性を評価した。また、Ｂ−Ｈ曲線の傾きから透磁率が求められないほど磁化量の小さいサンプルは、接触式の透磁率計を用いて比透磁率μを測定することにより評価した。
【００４８】
次に、磁性測定したリングの一部を切り出した後、エックス線回折によりマルテンサイト量とオーステナイト量を測定した。また、測定サンプルを樹脂に埋め込み鏡面研磨した後、王水で腐食して断面組織を観察した。更にビッカース硬度計（荷重１ｋｇ）により硬さを測定した。
【００４９】
上記の熱スタンプの加熱条件と、スタンプ後の磁気特性（最大透磁率または比透磁率）、組織のマルテンサイト量とオーステナイト量、及び硬さを一覧にして表２に示す。
【００５０】
【表２】
0004404327.tif 000003
【００５１】
表２の試料Ｎｏ．１〜Ｎｏ．３は加熱体（カーボン）の加熱温度を１０００〜１１００℃の範囲で、試料Ｎｏ．４〜Ｎｏ．７は１１５０〜１３００℃の範囲で加熱し、試料Ｎｏ．８とＮｏ．９は、それぞれ９００℃、９５０℃に加熱したものである。
【００５２】
測定の一例として、表２の１０００℃加熱の試料Ｎｏ．１と、１２００℃加熱のＮｏ．５とについて熱スタンプ後の磁気特性のＢ−Ｈ曲線をそれぞれ図４と図５に示す。図４、図５の何れの数値も、図３の強磁性金属材料素材と比較すると磁化量が小さくなり、最大透磁率が１００以下の弱磁性となっているが、試料Ｎｏ．１は最大透磁率８９の弱磁性、Ｎｏ．５は透磁率１の非磁性になっている。これは下記するミクロ組織の観察からも認められる。
【００５３】
上記試料Ｎｏ．１とＮｏ．５の熱スタンプ後の金属組織写真をそれぞれ図６と図７に示す。図６の１０００℃加熱の試料Ｎｏ．１の熱スタンプ部ではオーステナイト化が十分進んでおらずマルテンサイト組織が残っている。一方、１２００℃加熱の図７の試料Ｎｏ．５の熱スタンプ部では、オーステナイト化が進んでオーステナイト組織となっていることが分かる。このため、上述したように試料Ｎｏ．１が弱磁性、Ｎｏ．５が非磁性を示すものである。
【００５４】
測定の一例を上記したように、表２から以下のことが分かる。すなわち、１０００〜１１００℃加熱の試料Ｎｏ．１〜Ｎｏ．３の最大透磁率は３４〜８９で１００以下の磁気特性は満足しているがやや高く、１１５０〜１３００℃加熱の試料Ｎｏ．４〜Ｎｏ．７では透磁率は１程度で非常に低くなっている。これに対して、９００℃〜９５０℃加熱の試料Ｎｏ．８とＮｏ．９では最大透磁率が１６１〜１２２と１００を超えている。
【００５５】
これは、試料Ｎｏ．ｌ〜Ｎｏ．３の組織がマルテンサイトが９７．７〜９１．３％でオーステナイトが２．３〜８．７％であるのに対して、Ｎｏ．４〜Ｎｏ．７がマルテンサイトは９．１〜０％、オーステナイトは９０．９〜１００％であることによるものである。このように、１０００〜１１００℃加熱の試料Ｎｏ．１〜Ｎｏ．３は本発明に規定するマルテンサイト５０％以上のマルテンサイト主体の組織となっており、硬さが４５６〜５８９Ｈｖと４００Ｈｖ以上でＣが十分に固溶しており本発明の弱磁性の範囲にある。一方、１１５０〜１３００℃加熱の試料Ｎｏ．３〜Ｎｏ．７ではオーステナイトが５０％以上で、本発明のオーステナイトを主体とする組織の非磁性になっていることが分かる。
【００５６】
これに対し、９００℃〜９５０℃加熱のＮｏ．８とＮｏ．９もマルテンサイトが１００％の組織となっているが、硬さが３３２〜３８４Ｈｖと４００Ｈｖに満たずＣが固溶していない。このため、最大透磁率が１６２〜１２２と１００を超えているが、素材の透磁率８４８に比すれば、十分低くなっていることが分かる。
【００５７】
以上から、熱スタンプ時の伝熱体の加熱温度を１０００℃以上とすることで、Ｃが固溶しマルテンサイトまたはオーステナイトを主体とする金属組織となり、最大透磁率１００以下の弱磁性または非磁性部が得られるが、さらに強磁性部との差の大きい複合磁性部材を得るには加熱温度を１１５０℃以上とすることが望ましいことが分かる。
【００５８】
以上、説明したように、本発明の複合磁性部材とその製造方法によれば、素材の変形や寸法ムラが少ない部材を得ることができる。とくに本発明は、複雑な形状の非磁性部などを持つ薄板の複合磁性部材に対して有効であり、量産が可能でかつ比較的安価な方法であるので工業的にも有効である。
【００５９】
本実施例を応用して、例えば、モータ回転子の目的の形状に加工した加熱体を使用して熱スタンプ処理を行った複合磁性部材を用いれば、変形が小さくかつ寸法精度が良いモータ回転子を製造することができる。またレーザの様に高価な加熱源を必要とせず、かつ量産可能なので、比較的安価なコストで製造できる。
【００６０】
なお、複合磁性材料は、用途によっては弱磁性または非磁性部と強磁性部の比が重要であるが、本発明の方法によれば、磁性を有する金属材料の最大透磁率より１／４以下の透磁率を有する弱磁性または非磁性部を形成させることが可能である。
【００６１】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、強磁性材料に非磁性部などを部分的に形成させた複合磁性部材において、素材の変形が小さく、かつ非磁性部の形状寸法精度の良い複合磁性部材が比較的安価な方法で量産することができる。本発明は、複合磁性部材を量産するに当たって欠くことのできない技術となり、モータなどの小形化、性能向上に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】強磁性金属材料素材の断面の顕微鏡写真である。
【図２】強磁性金属材料素材のエックス線回折図形である。
【図３】強磁性金属材料素材の直流Ｂ−Ｈ特性を示す図である。
【図４】本発明の熱スタンプした弱磁性部の直流Ｂ−Ｈ特性を示す図である。
【図５】本発明の他の熱スタンプした弱磁性部の直流Ｂ−Ｈ特性を示す図である。
【図６】本発明の熱スタンプした弱磁性部の断面金属組織写真である。
【図７】本発明の他の熱スタンプした弱磁性部の断面金属組織写真である。
【図８】本発明の熱スタンプの状況を説明する図である。
【符号の説明】
１  加熱体、２  強磁性金属材料素材、２ａ  弱磁性部
【図１】
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【図２】
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【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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