(57)【要約】  【課題】  新規なコーティング構造およびコーティングを施す方法を提供する。  【解決手段】  電解メッキ処理、無電解メッキ処理、および熱処理からなるグループから選択される第１の処理による第１のコーティングを基材の表面に施し、前記第１のコーティングの上に、蒸着処理およびイオンビーム処理からなるグループから選択される第２の処理による第２のコーティングを施す。  【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解メッキ処理、無電解メッキ処理、および熱処理からなるグループから選択される第１の処理による第１のコーティングを基材の表面に施し、前記第１のコーティングの上に、蒸着処理およびイオンビーム処理からなるグループから選択される第２の処理による第２のコーティングを施す、ことを特徴とする基材のコーティング方法。
【請求項２】
前記電解メッキ処理が、電気メッキ処理または陽極酸化処理である、ことを特徴とする請求項１記載の基材のコーティング方法。
【請求項３】
前記無電解メッキ処理が、化成処理または化学メッキ処理である、ことを特徴とする請求項１記載のコーティング方法。
【請求項４】
前記熱処理が、表面焼き入れ、熱拡散処理による非金属拡散処理、または金属拡散処理である、ことを特徴とする請求項１記載のコーティング方法。
【請求項５】
前記蒸着処理が、ＰＶＤ（物理的蒸着法）またはＣＶＤ（化学的蒸着法）である、ことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のコーティング方法。
【請求項６】
基材の表面に施された、電解メッキ処理、無電解メッキ処理、および熱処理からなるグループから選択される第１の処理による第１のコーティングと、前記第１のコーティングの上に施された、蒸着処理およびイオンビーム処理からなるグループから選択される第２の処理による第２のコーティングとを有してなる、コーティング構造。
【請求項７】
前記電解メッキ処理が電気メッキ処理または陽極酸化処理である、ことを特徴とする請求項６記載のコーティング構造。
【請求項８】
前記無電解メッキ処理が化成処理または化学メッキ処理である、ことを特徴とする請求項６記載のコーティング構造。
【請求項９】
前記熱処理が、表面焼き入れ、熱拡散処理による非金属拡散処理、または金属拡散処理である、ことを特徴とする請求項６記載のコーティング構造。
【請求項１０】
前記蒸着処理が、ＰＶＤ（物理的蒸着法）またはＣＶＤ（化学的蒸着法）である、ことを特徴とする請求項６から９のいずれかに記載のコーティング構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、基材の表面をコーティングするための技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
基材の表面にコーティングを施すことは、基材表面における酸化防止や保護または接触抵抗の低減などの物性改善のため、あるいは基材表面の美観向上などの目的で広く行われている。
【０００３】
例えば、特開２００２−３３２５６３号には、金属部材の腐食劣化や熱劣化などを抑制するためにニッケル−クロム−アルミニウム系合金皮膜やコバルト−クロム−アルミニウム系合金皮膜を施す構成が開示されている。
【０００４】
また、特願２０００−３５５７７７号には、硬質膜と母材（基材）との密着性を改善するために、周期律表の４ａ、５ａ、６ａ族元素、アルミニウム、シリコンの炭化物、窒化物、酸化物およびこれらの相互固溶体の中から選ばれた１種の単層または２層以上の積層でなる硬質膜中に硬質膜を構成する元素と異なった少なくとも１種の拡散元素が略均一に拡散された拡散元素含有層を形成する構成が開示されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のように、従来技術では、コーティングに使用する合金皮膜の種類を選択したり、あるいはコーティング厚を変えることで、必要とされる物性改善などの目的を達成することが一般的である。しかしながら、近年、基材表面をコーティングすることで物性改善などを図る要求も相対的に高くなっており、上記のような合金皮膜の種類やコーティング厚を変更するだけでは対応できない場合がある。
【０００６】
そこで、本発明の課題は、新規なコーティング構造および基材にコーティングを施す方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解消すべく本願発明者は鋭意研究した所、基材表面に特定の処理による第１のコーティングを施し、次いでこの第１のコーティング上に別の特定の処理による第２のコーティングを施すことで、上記の課題を解消し、基材上に良好なコーティングを施すことができることを知得して、本発明を完成した。
【０００８】
すなわち、本発明に係わる基材のコーティング方法は、電解メッキ処理、無電解メッキ処理、および熱処理からなるグループから選択される第１の処理による第１のコーティングを基材の表面に施し、前記第１のコーティングの上に、蒸着処理およびイオンビーム処理からなるグループから選択される第２の処理による第２のコーティングを施す、ことを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明に係わるコーティング構造は、基材の表面に施された、電解メッキ処理、無電解メッキ処理、および熱処理からなるグループから選択される第１の処理による第１のコーティングと、前記第１のコーティングの上に施された、蒸着処理およびイオンビーム処理からなるグループから選択される第２の処理による第２のコーティングとを有してなる、ことを特徴とするものである。
【００１０】
上記の方法あるいはコーティング構造において、電解メッキ処理としては具体的には例えば、電気メッキ処理または陽極酸化処理などが挙げられる。また、無電解メッキ処理としては具体的には例えば、化成処理や化学メッキ処理などが挙げられる。さらに、熱処理としては例えば、表面焼き入れ、熱拡散処理による非金属拡散処理、あるいは金属拡散処理などが挙げられる。また、蒸着処理としては例えば、ＰＶＤ（物理的蒸着法）またはＣＶＤ（化学的蒸着法）などが挙げられる。
【００１１】
より具体的には例えば、電気メッキとしては、電解ニッケルメッキ、金メッキ、銀メッキ、硬質クロームメッキなどが挙げられる。また、陽極酸化処理としては、アルミニウム陽極酸化処理、チタン陽極酸化処理などが挙げられる。さらに、化成処理としては、リン酸塩処理、クロメート処理、黒染め処理などが挙げられる。また、化学メッキとしては、無電解ニッケルメッキ、無電解銀メッキなどが挙げられる。
【００１２】
また、表面焼き入れは、高エネルギー焼き入れを指し、より具体的には例えば、炎焼き入れ、高周波焼き入れ、電子ビーム焼き入れ、レーザー焼き入れなどが挙げられる。さらに、非金属拡散処理としては、浸炭処理、浸炭窒化処理、窒化処理、軟窒化処理、浸硫処理、浸硫窒化処理、浸硼処理、水蒸気処理などが挙げられる。さらに、金属拡散処理としては、クロマイジング処理、アルミナイジング処理、炭化物質被覆処理などが挙げられる。
【００１３】
さらに、上記の蒸着処理においては、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）、ＴｉＮ（窒化チタン）、ＴｉＣ（炭化チタン）、ＴｉＣＮ（炭窒化チタン）、ＴｉＡＩＮ（窒化チタン・アルミ）、Ｃｒ−Ｎ（窒化クロム）、Ａｌ２Ｏ３（酸化アルミニウム）、Ｗ２Ｃ（炭化タングステン）などを使用できる。
【発明の効果】
【００１４】
上記の第１の処理による第１のコーティングは基材との密着力が比較的高く、この第１のコーティングを基材に施すことで基材表面の硬さを向上させることができる。また、第１のコーティングによって基材表面の状態が改善され基材表面が平滑面となるので、て第２のコーティングを施すのにより適した状態となる。そして、第１のコーティングの上に第２のコーティングを施すことで、第１のコーティングを基材表面に直接施した場合に比べて、第２のコーティングと基材表面との密着性が格段に高まり、これにより第２のコーティングの硬さが向上し且つ基材表面からの剥離を大幅に低減できる。さらに、第１のコーティングを施さない場合に比べて、第２のコーティングを安定且つ一定に行うことができる。
すなわち、本発明によれば、基材表面の状態（粗さや形状など）を第１のコーティングにより変化させた状態で第２のコーティングを行うことで、第２のコーティングを単独で基材表面に施した場合に比べて、第２のコーティングの性能を格段に向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明は、電解メッキ処理、無電解メッキ処理、および熱処理からなるグループから選択される第１の処理による第１のコーティングを基材の表面に施し、前記第１のコーティングの上に、蒸着処理およびイオンビーム処理からなるグループから選択される第２の処理による第２のコーティングを施す、ようにしたものである。このような２層のコーティングの例としては、例えば、電解メッキの上に蒸着処理を施したもの、無電解メッキの上に蒸着処理を施したもの、熱処理を施した基材表面に蒸着処理を施したもの、などがある。以下に、これらの処理の具体例を説明する。
【実施例１】
【００１６】
まず、基材に硬質クロームメッキとＤＬＣを施した例を以下に説明する。
アルミ材料の削りだし材料からなる基材（母材料）の表面に、以下の１）から６）の処理によって、１層目のコーティングである硬質クロームメッキ（ＨＣＰ）を施した。なお、上記基材に、下地として銅メッキ、真鍮メッキ、ニッケルメッキなどを施しても良い。
【００１７】
１）基材表面の洗浄および研磨
トリクロロエチレンなどの有機溶剤による洗浄によって基材表面の脱脂を行った。この有機溶剤による洗浄は、ＨＣＰ、ピンホール、あるいは密着不良の原因となる不純物を基材表面から除去するためである。
次いで、洗浄を行った基材表面を研磨した。この研磨は基材表面の酸化物除去を主な目的とし、また表面状態の異常突起をなくし、施工状態を均一にするためのものである。ここで、研磨の際の粗さは、基材表面の仕上げ粗さと略同程度にした。仕上げ時に表面粗さを調整することが困難なためである。
【００１８】
２）基材表面の洗浄による活性化
次に、基材表面層の活性化を目的として、所要の洗浄液によって基材表面の洗浄を行う。洗浄液としてはアルカリ水溶液、特に水酸化ナトリウムの水溶液を使用することが好ましく、これにより効率良く洗浄を行うことができる。また、上記水酸化ナトリウム水溶液は、原液に近いものが望ましいが、難しい場合、常温より温度を上げて利用すると良い。
【００１９】
３）材表面の電解研磨
上記の処理を行った基材をメッキ層に移動し、アノード電極を装着する。そして、逆伝方向に数秒電源を入れることで、基材表面の活性化を行うと共に基材表面をメッキ処理に好ましい状態に整えた。
【００２０】
４）基材の電解メッキ処理
触媒として表１の液立てを行ったメッキ液を所定の水槽に入れ、またこの水槽に、上記の処理を行った基材にアノード電極を装着したものを入れて、メッキ処理を行い、基材表面に、厚さ１０μｍ〜５０μｍの硬質クロームメッキを施した。具体的な手順は、ＪＩＳ  Ｈ８６１５の規定に準じて行った。
【００２１】
【表１】
2005082844.tif 000002
【００２２】
５）アルカリ洗浄
硬質クロームメッキ後、上記メッキ液の中和を目的として、アルカリ水溶液で基材表面の洗浄を行った。この処理の目的は、中和を目的としたものであり、上記メッキ処理後にそのまま放置しておくと、腐食の原因となるからである。
【００２３】
６）洗浄
次いで、水や中性洗剤により、基材表面の洗浄を行う。これは、上記６）の処理において使用した薬剤が残留した場合には腐食の原因となることから、これら薬剤の中和および洗浄を目的としたものである。
【００２４】
次に、上記のように基材表面に施した硬質クロームメッキの上に、次の７）から１１）の処理によって、２層目のコーティングであるＤＬＣを施した。なお、以下では、熱電子衝突によるイオン蒸着法を利用したＤＬＣ処理の例を説明する。
【００２５】
７）真空槽への移動
上記のＤＬＣを施す処理は、真空蒸着装置において行うため、まず、ＤＬＣを行うために必要な各装置を、真空槽内に移動した。ここで、乾燥雰囲気を確保する必要があるため、必要に応じて真空槽内を強制的に乾燥する。
【００２６】
８）熱電子の発生および加速
次にタングステンフィラメントを用意し、これを２００〜４００℃に加熱することで、タングステンフィラメントから熱電子を発生させる。次いで、上記発生させた熱電子を、タンタル製のアノード格子を用い、このアノード格子に衝撃的に引きつけることで加速する。
【００２７】
９）Ｃ６Ｈ６のイオン化
そして、真空槽内に気体のＣ６Ｈ６を導入し、これを上記加速した熱電子と衝突させることで様々なイオンに変化させた。ここで、この衝突により、イオンだけでなく活性な中性粒子（ラジカル）も発生するものと考えられる。
【００２８】
１０）基板へのイオン衝突および水素のスパッタリングによるＤＬＣ膜の堆積
上記の硬質クロームメッキを施した基材を負の電圧に印可させた状態で真空槽内に配置し、この基材に、上記のようにＣ６Ｈ６から変化したイオンやラジカルを衝撃的に衝突させえた。衝突時の衝撃によって、結合エネルギーが最も小さいＣ−Ｈ間が区切られ、Ｈがスパッタされる。これにより、処理物である基材の表面、より詳しくは基材表面に形成された硬質クロームメッキの表面に、水素を含んだ炭素膜（ＤＬＣ膜）を堆積させた。炭素膜の厚さは３μｍ〜５μｍが好ましく、これより薄いと所望の効果が得難く、またこれより厚いと剥離の原因となり易い。
【００２９】
１１）洗浄
最後に、有機溶剤で洗浄を行い、基材表面、より詳しくは基材上の硬質クロームメッキ上に形成されたＤＬＣ膜の表面の清浄化を行い、本発明に係わる、基材表面に硬質クロームメッキおよびＤＬＣ膜を順次形成した本発明品を作製した。
【００３０】
一方、上記と同じ基材の表面に上記と同じ手順で硬質クロームメッキだけを施した従来品１、および同じく同じ基材の表面に上記と同じ手順でＤＬＣ膜だけを施した従来品２を、それぞれ作製した。
【００３１】
上記のようにして得られた本発明品、従来品１および従来品２について、表面のコーティング（コーティング層）の均一性、およびこのコーティング（コーティング層）と基材との密着性をそれぞれ評価した所、本発明品が格段に優れていることが知得された。なお、上記の表面のコーティング（コーティング層）は、本発明品においてはＤＬＣ膜、従来品１においては硬質クロームメッキ、従来品２においてはＤＬＣ膜である。
【００３２】
本発明品が優れているのは、基材表面に施した硬質クレームメッキによって、基材表面の状態が改善され平滑面となったこと、およびこの平滑面によりＤＬＣ膜を基材表面（硬質クロームメッキ表面）に密着性高く形成できたことによるものと思われる。
【実施例２】
【００３３】
次に、上述した処理の他の具体例として、基材に無電解メッキとＤＬＣとを施した例を以下に説明する。まず、基材（母材料）として、アルミニウム材料の鋳造品を用意した。なお、この種のアルミニウム材料は、電解メッキは難しいが、無電解メッキの場合は比較的容易にメッキを施すことができる。この基材に対して、次の1)から4)の処理を行った。
【００３４】
1)バフ研磨
上記基材の表面をバフ研磨した。これは、下地の表面粗さを整えると共に表面の酸化膜を除去することを目的としている。
【００３５】
2)化学研磨
次いで、強酸、例えば原液に近い塩酸で基材表面の化学研磨を行った。なお、強酸を使用できない場合、酸溶液の温度を上げるなどして対応すれば良い。
【００３６】
3)メッキ処理
その後、メッキ処理（ニッケルメッキ処理）を行う。まず、メッキ浴に用いる金属塩として硝酸ニッケル（ＮｉＳＯ４）を用いた。また、還元剤として次亜リン酸ナトリウム（ＮａＨ２ＰＯ２）を用いた。さらに、必要に応じて、緩衝剤、各種の添加剤などを加えた。なお、上記の硝酸ニッケルに代えて、他のニッケル塩を用いることもできる。また、還元剤としては上記の他、例えばホウフッ化化合物を用いることもできる
ニッケルの析出反応は次式の通りである。
【００３７】
【数１】
2005082844.tif 000003
【００３８】
上記のニッケル析出反応と同時に、次式のような反応も起こる。
【００３９】
【数２】
2005082844.tif 000004
【００４０】
ここで、上記のニッケルメッキ処理は、上記各式から明らかなように、実際にはニッケルとリンとの合金（Ｎｉ−Ｐ）メッキである。この合金メッキにおけるリンの含有量は２〜１５重量％であり、リン含有量が少ないほど硬くなる傾向にある。但し、リン含有量が多い場合でも、４００℃程度までの熱処理を施すことで、ビッカース硬さで９００以上の硬さを得ることができる。また、このニッケルメッキ（ニッケルとリンとの合金メッキ）の膜厚は１０ミクロン以下が好ましい。これより厚い場合、メッキが剥離する原因となる虞があるからである。
【００４１】
4)ＤＬＣ処理
次に、上記のように基材表面に施したニッケルメッキの上に、上記実施例１と同様の処理を行い、２層目のコーティングであるＤＬＣを施し、本発明品を作った。
【００４２】
一方、上記と同じ基材の表面に上記と同じ手順で硬質クロームメッキだけを施した従来品１、および同じく同じ基材の表面に上記と同じ手順でＤＬＣ膜だけを施した従来品２を、それぞれ作製した。
【００４３】
そして、本発明品、従来品１、従来品２について、表面のコーティング（コーティング層）の均一性、およびこのコーティング（コーティング層）と基材との密着性をそれぞれ評価した所、本発明品が格段に優れていた。また、本発明品においてはさらに、次のような効果がある。基材がアルミニウムであるので、軽いという利点と共に表面硬さを得ることができる。無電解メッキは、例えば電解メッキに比べて、つき周り（基材へのメッキの付き）が良いので、その分だけ基材表面の凹凸がなくなり、仕上げ時に例えばバフをする必要がない。さらに、無電解メッキの上にＤＬＣを施す構成であるので、ＤＬＣを直接付けることが難しい材料にもＤＬＣを容易に付けることができる。
【実施例３】
【００４４】
次に、上述した処理の別の具体例として、基材に電解メッキとＣＶＤとを施した例を以下に説明する。なお、以下の例ではＣＶＤにより窒化チタンＴｉＮ膜を形成する例について説明する。次の1)から3)の処理を行った。
【００４５】
1)実施例１と同様にして、基材（アルミニウム材料の鋳造品）の表面に１層目のコーティングである硬質クロームメッキ（電解クロームメッキ）を施した。
【００４６】
2)化学蒸着（ＣＶＤ）
次に、上記のクロームメッキの上に、化学蒸着法により、窒化チタン（ＴｉＮ）膜を形成した。反応物質は四塩化チタン（ＴｉＣｌ４）、キャリアガスは水素（Ｈ２）、反応ガスは窒素（Ｎ２）である。ここで、四塩化チタンは室温で大気圧の雰囲気では液体であることから、予め加熱して気化し、不純物を除去した水素ガスおよび窒素ガスと共に処理槽であるレトルト内に送り込んだ。この処理槽は内部が約１０００℃に保持されており、また内部には上記のクロームメッキを施した基材が処理物として入れられた。そして、四塩化チタンガス、水素ガスおよび窒素ガスが処理槽内の処理物と接触することで、ガス反応が進行して、基材表面に窒化チタン膜が生成された。なお、処理槽内の圧力は大気圧または減圧状態（１０３〜１０５Ｐａ）に保たれている。ここで、大気圧での処理は状圧熱ＣＶＤ、減圧での処理は減圧熱ＣＶＤと称される。
【００４７】
3)研磨
上記のようにクロームメッキおよび窒化チタン膜を順次形成した基材は、その表面の窒化チタン膜が鏡面になり難いため、次に研磨処理する。研磨処理は、バレル研磨、バフ研磨などで行う。通常、バレル研磨が用いられる。
【００４８】
ここで、基材は焼き入れなどの熱処理を行うことが多いが、例えば窒化チタン膜を蒸着する構成の場合、この蒸着処理の際の処理温度が上記熱処理温度（焼き入れ温度など）を超えてしまうことから、なまってしまうなどの問題がある。そして、その場合、衝撃などよって基材に凹みが少しでも生じた場合、窒化チタン膜が剥離するなどの問題が生じる。また、基材の撓み等の変形の際にも同様に剥離が生じ易い。
【００４９】
一方、上記実施例のように基材にクロームメッキを施し、このクロームメッキの上から窒化チタン膜を形成する構成とすることで、窒化チタン膜の基材への密着性が格段に高まる。このため、窒化チタン膜の剥離を防止できる。
【００５０】
また、金型などの用途においては、肉盛処理として溶接を行った場合には歪んでしまう場合があり、修正が必要になる場合があるが、本発明の場合、クロームメッキで肉盛りを行い且つ窒化チタン膜を形成することで、歪みを起こすことがなく、そのまま修正することなく利用できる。
【実施例４】
【００５１】
基材としてアルミニウムを用い、このアルミニウムの表面を陽極酸化によりアルマイトにした上に、ＤＬＣを施した実施例を説明する。次の1)から3)の処理を行った。
【００５２】
1)まず、基材としてアルミニウムの２０００番台のものを使用する。これは、純度の高いアルミニウムの方がつきまわりが良いからである。
【００５３】
2)バフ研磨
２０００番台のアルミニウムは柔らかいことから、目の細かい砥石、例えば宵棒と称される砥石、あるいはアルミナ系の砥石を利用して基材表面のバフ研磨を行った。同様な場合において通常使用される砥石を利用すると傷が入り、粗さを保てない場合があるからである。
【００５４】
3)アルマイト処理（アルミニウムの陽極酸化処理）
アルミニウム陽極酸化皮膜は、次の３段階の過程で生成される。第１段階では、アルミニウム基材の表面にバリア型皮膜と称される緻密で薄い（０．０１μｍ程度）アルミニウム酸化物が生成される。第２段階では、バリア型皮膜の局所的な溶解と、その他の部分でのアルミニウム酸化物の成長が起こる。また第３段階では、これら溶解および成長が引き続き進行してバリア型皮膜の上に厚い（数１０μｍ）多孔質層が形成される。
【００５５】
生成反応は、酸化皮膜中をアルミニウムイオンが水溶液に向かって、酸素イオンがアルミニウム基材に向かって移動し、出会ったところで次式のようにアルミニウム酸化物となる。基本的には、アルミニウム基材とバリア型皮膜の界面で酸化物が生成されると言われている。
【００５６】
【数３】
2005082844.tif 000005
【００５７】
実際には、水溶液中に存在する多種のイオンが関与していることが考えられる。化合物に水の分子が結合した水和物や、硫酸を使った陽極酸化皮膜では、ＳＯ４−などのイオンが被膜中に存在する。アルミニウムの陽極酸化皮膜には、多数の微細な孔が存在している。このままでは耐食性が期待できないため、孔を塞ぐ封止処理が行われる。沸騰水や水蒸気に陽極酸化皮膜を曝すことで、陽極酸化皮膜と水とが反応して次式のように水和物結晶が生成される。この時、体積膨張が起きて微細孔が塞がれると考えられる。いずれにしても、この封孔処理により耐食性が飛躍的に改善され、アルミサッシなどの建築材料への用途が広がる。
【００５８】
【数４】
2005082844.tif 000006
【００５９】
以上の構成であるこの実施例の場合、ニッケルメッキを下地にした場合、あるいはクロームメッキ処理に比べて、陽極酸化皮膜の基材への密着力が高いため、アルマイト処理を厚くすることが可能である。これは、寸法修正時に大きな利点となり、最大０．３ｍｍ程度まで膜厚を上げることができる。また、ニッケルメッキやクロームメッキ処理の場合には比較的つき難いジュラルミン系の素材にも容易に処理を施すことができる。これは温度の低いＤＬＣで硬さを出すことができると共に、密着力を上げるためには大きな効果を持つ。
【実施例５】
【００６０】
基材として、機械構造用の炭素鋼（ＪＩＳ  Ｇ４０５１−１９６５）の削り出しを用いた。非常に加工し易い鋼材であり、安価であるからである。この基材に対して、次の1)から5)までの処理を行った。
1)バブ研磨
基材の表面の酸化膜を除去することを主な目的としてバフ研磨を行った。この酸化膜が表面粗さを保つことができない場合が多いからである。
【００６１】
2)脱脂
フロンシンナー、トリクロロエチレンなどの有機溶剤により基材表面の脱脂処理を行った。以後の処理では人手を介することが極端に少ないため、この脱脂処理による洗浄がピンホール等の予防となる。有機溶剤に代えて、超音波洗浄などを使用することもできる。
【００６２】
3)プラズマ（イオン）窒化
減圧した真空槽中に処理物である基材を陰極（−）として配置し、また炉体または別電極を陽極（＋）として設置し、炉内を窒素（Ｎ２）＋水素（Ｈ２）の減圧雰囲気（１〜１０Ｔｏｒｒ）にし、これに数１００Ｖの電圧を印可すると、陰極側でグロー放電が発生する。このグロー放電中には雰囲気ガスのイオン（Ｎ＋およびＨ＋）が多量に存在し、陰極である処理物に高エネルギーで衝突する。このため、処理物はイオン衝撃によって昇温し、同時にＮはＦｅと反応してＦｅ窒化物を生成し、さらに内部に向かって拡散して窒化が進行する。窒化用ガスとしてはＮ２とＨ２の混合ガスまたはＮＨ３の分解ガスが用いられる。
Ｎ２とＨ２の混合ガスの場合には、同一温度であっても混合比を変えることで化合物層の組成を制御できる。即ち、Ｎ２／Ｈ２が小さい場合には窒素濃度の低いγＦｅ４Ｎが多く生成され、同じく大きい場合には窒素濃度が比較的高いＦｅ２〜３Ｎが主体となる。
【００６３】
4)ＤＬＣ
先の実施例と同様の手順で基材の窒化物の上にＤＬＣを形成した。このとき、窒化を行った真空槽から動かさずにそのままＤＬＣを行った。
【００６４】
ここで、現在までの熱硬化処理の大きな問題として、正確な温度測定ができないことから経験的な要素が必要であることが挙げられる。ここで、熱硬化処理を行う際に同じ機器（真空槽）を利用し、環境を変えることで安定した皮膜を保つことができると共に設定を見いだすことができれば連続して処理できる。これは製品の製作において非常に大きな要素となる。
【００６５】
そして、本実施例のように熱処理後にＤＬＣを形成することで次のような効果が得られる。即ち、熱処理を行うことで基材（母材料）の硬さが増すことから、熱処理後の基材表面に蒸着処理を行うことで蒸着層が基材から剥離し難くなる。なお、熱処理の温度が蒸着処理の際の温度より低いと熱処理の効果がなくなることから、熱処理温度を蒸着処理温度より高いことが必要である。