(57)【要約】【課題】  厚膜化にも対応可能であって基材との密着性が高い被膜を有するコーティング部材等を提供する。【解決手段】  基材（１８）と、前記基材の表面（１８ａ）に形成され前記基材の材料と前記基材の材料とは異なる第１被膜材料とからなり前記基材の構成元素の含有率が前記基材の前記表面から離間するに伴い低下する傾斜部（２２）を有し、前記基材に形成された放電表面処理被膜層（２０）と、前記放電表面処理被膜層に対し前記基材とは反対側に形成された第２被膜層（３０）と、を有するコーティング部材。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と、
前記基材の表面に形成され前記基材の材料と前記基材の材料とは異なる第１被膜材料とからなり前記基材の構成元素の含有率が前記基材の前記表面から離間するに伴い低下する傾斜部を有し、前記基材に形成された放電表面処理被膜層と、
前記放電表面処理被膜層に対し前記基材とは反対側に形成された第２被膜層と、を有するコーティング部材。
【請求項２】
前記放電表面処理被膜層は、前記傾斜部に対し前記基材とは反対側に形成され前記第１被膜材料からなる均質部を有し、
前記均質部と前記第２被膜層の熱膨張係数の差は、前記基材と前記第２被膜層の熱膨張係数の差より小さいことを特徴とする請求項１に記載のコーティング部材。
【請求項３】
前記均質部と前記第２被膜層は、少なくとも構成元素の一部が共通であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のコーティング部材。
【請求項４】
前記均質部は、前記第２被膜層と略同一の材料によって構成されることを特徴とする請求項３に記載のコーティング部材。
【請求項５】
前記放電表面処理被膜層および前記第２被膜層は、非導電性のセラミックを含むことを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれかに記載のコーティング部材。
【請求項６】
基材を準備する基材準備工程と、
第１被膜材料を含む電極と前記基材との間に放電を発生させ、前記放電のエネルギーによる前記電極から前記基材の表面への前記第１被膜材料の移動を起こさせ、前記基材の前記表面に前記第１被膜材料を含む放電表面処理被膜層を形成する第１被膜形成工程と、
溶射によって前記放電表面処理被膜層に重ねて第２被膜層を形成する第２被膜形成工程と、を有するコーティング部材の製造方法。
【請求項７】
前記第１被膜形成工程における前記第１被膜材料は、非導電性材料であることを特徴とする請求項６に記載のコーティング部材の製造方法。
【請求項８】
前記第１被膜形成工程における前記第１被膜材料と、前記第２被膜形成工程における前記溶射に用いられる第２被膜材料は、略同一の材料によって構成されることを特徴とする請求項６または請求項７に記載のコーティング部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機械部品、摺動材料等として好適に用いられるコーティング部材及びコーティング部材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
耐熱性や耐摩耗性を向上させるために、基材表面に耐久性等の向上を目的とする被膜を形成する技術が知られている。このような被膜形成技術のひとつとして、溶射による被膜形成技術が挙げられる。溶射は、溶射材を加熱することによってこれを溶融もしくは軟化させ、溶融等により液滴化（もしくは微粒子化）した溶射材を、対象となる基材の表面に吹き付けて、被膜を形成する技術である。溶射は、被膜の材料となる溶射材として多種の材料を選択可能であり、被膜の厚膜化も比較的容易であるというメリットを有するが、形成された被膜と基材の密着性に課題を有する。
【０００３】
溶射により形成される被膜と基材との密着性を改善する試みとしては、基材の表面を粗面化して被膜と基材表面との結合力を高める技術や、溶射被膜と基材の間に中間層を形成する技術（特許文献１等参照）などが提案されている。
【０００４】
また、部材表面に被膜を形成する他の技術として、被膜材料を含む電極と基材との間に放電を発生させ、放電のエネルギーによる被膜材料の移動に伴い基材表面に被膜を形成する放電表面処理が提案されている（特許文献２等参照）。放電表面処理によって形成される被膜は、溶射によって形成される被膜に比べて、基材の密着性が良い傾向にある。しかし、従来の放電表面処理は、被膜材料にも導電性が要求されることなどから、形成可能な被膜の材質が限定されるという問題や、また、溶射ほど容易に被膜を厚膜化できないという課題を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−８８３６８
【特許文献２】再公表ＷＯ９９／４７７３０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の溶射技術では、たとえ基材の表面を粗面化するなどの対策を行ったとしても、被膜と基材の密着性に課題があり、たとえば被膜の欠けや剥離が発生するなどの問題が生じる場合があった。また、溶射被膜と基材の間に中間層を形成する技術についても、基材及び溶射被膜の双方と密着性が高く、またそれ自体も損傷しにくい中間層を形成することが難しく、被膜の密着性を十分に確保できない場合があった。
【０００７】
一方、放電表面処理による被膜形成技術に関して、本願の発明者は、電極に含まれる被膜材料を炭素で被覆する技術を発明し、従来では放電表面処理に使用することが困難であった非導電性の材料を用いて、放電表面処理被膜を形成することに成功した。この技術により、多様な被膜材料を用いて、基材との密着性の高い放電表面処理被膜を形成可能になったが、その一方で、放電表面処理により非導電性の被膜を形成する場合には、被膜による被覆が進行することにより放電の継続が難しくなっていくなどの理由により、厚膜化が極めて難しいという課題を有することが明らかになった。なお、放電表面処理電極に含まれる被膜材料を炭素で被覆する上述の技術については、本願の発明者らによる他の特許出願（特願２０１１−２３７３０３）がある。
【０００８】
本発明は、このような課題に鑑みてなされ、その目的は、厚膜化にも対応可能であって基材との密着性が高い被膜を有するコーティング部材およびコーティング部材の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の課題を解決するために、本発明に係るコーティング部材は、
基材と、
前記基材の表面に形成され前記基材の材料と前記基材の材料とは異なる第１被膜材料とからなり前記基材の構成元素の含有率が前記基材の前記表面から離間するに伴い低下する傾斜部を有し、前記基材に形成された放電表面処理被膜層と、
前記放電表面処理被膜層に対し前記基材とは反対側に形成された第２被膜層と、を有する。
【００１０】
本発明に係るコーティング部材は、基材と、基材の表面に形成された放電表面処理被膜層と、放電表面処理被膜層に対し基材とは反対側に形成された第２被膜層とを有する。放電表面処理被膜層は、放電表面処理に用いられる第１被膜材料と基材の材料が溶融等して形成される傾斜部を有することにより、基材との密着性が良好であり、しかも放電表面処理被膜層の第１被膜材料を第２被膜層に応じて選択することにより、第２被膜層と放電表面処理被膜層との間の密着性も向上させることができる。このように、本願発明に係るコーティング部材は、傾斜部を有する放電表面処理被膜層の上に他の被膜層を重ねることにより、基材との密着性に劣るという溶射等による被膜層の問題点と、厚膜化が難しいという放電表面処理被膜層の問題点を、他方の特徴を活かすことにより解決することができる。すなわち、本発明に係るコーティング部材が有する被膜は、厚膜化にも対応可能であって、下層の被膜又は基材との密着性が高い。また、本発明に係るコーティング部材は、被膜の欠けや剥がれを防止することができる。
【００１１】
また、例えば、前記放電表面処理被膜層は、前記傾斜部に対し前記基材とは反対側に形成され前記第１被膜材料からなる均質部を有し、
前記均質部と前記第２被膜層の熱膨張係数の差は、前記基材と前記第２被膜層の熱膨張係数の差より小さくても良い。
【００１２】
溶射によって形成された被膜は、下層の基材との熱膨張係数が被膜の熱膨張係数と大きく異なる場合、剥離が生じやすくなるという問題がある。しかし、第２被膜層と、その下層に形成された放電表面処理被膜層の均質部との熱膨張係数の差を、第２被膜層と基材のそれより小さくしたコーティング部材は、放電表面処理被膜層の傾斜部が熱的に緩衝材となり、第２被膜層の剥離等をより効果的に防止することができる。
【００１３】
また、例えば、前記均質部と前記第２被膜層は、少なくとも構成元素の一部が共通であっても良い。
【００１４】
放電表面処理被膜層の均質部と第２被膜層の構成元素の差異を小さくすることにより、熱膨張係数の差を低減して層間での剥離を防止するとともに、放電表面処理被膜層と第２被膜層の密着性を向上させることができる。
【００１５】
また、例えば、前記均質部は、前記第２被膜層と略同一の材料によって構成されても良い。
【００１６】
放電表面処理被膜層の均質部と第２被膜層とを略同一の材料によって構成することにより、傾斜部による放電表面処理被膜層と基材との密着性向上効果に加えて、放電表面処理被膜層と第２被膜層との密着性向上効果も大きくなる。
【００１７】
また、例えば、前記放電表面処理被膜層および前記第２被膜層は、非導電性のセラミックを含んでいても良い。
【００１８】
本発明に係るコーティング部材は、従来の溶射技術では基材との熱膨張係数の差が大きくなりやすいために密着性に問題のあった非導電性のセラミック被膜でも、密着性が高く剥離し難い状態に形成され得る。また、非導電性のセラミックを含む放電表面処理被膜層は、同様のセラミックを含む第２被膜層と基材との間に介在し、基材と第２被膜層とを強固に接続することができる。
【００１９】
本発明に係るコーティング部材の製造方法は、
基材を準備する基材準備工程と、
第１被膜材料を含む電極と前記基材との間に放電を発生させ、前記放電のエネルギーによる前記電極から前記基材の表面への前記第１被膜材料の移動を起こさせ、前記基材の前記表面に前記第１被膜材料を含む放電表面処理被膜層を形成する第１被膜形成工程と、
溶射によって前記放電表面処理被膜層に重ねて第２被膜層を形成する第２被膜形成工程と、を有する。
【００２０】
本発明に係るコーティング部材の製造方法は、基材の表面に放電表面処理被膜層を形成し、さらに放電表面処理被膜層に重ねて溶射による第２被膜層を形成することにより、基材との密着性が良好な被膜を、厚く形成することが可能である。
【００２１】
また、例えば、前記第１被膜形成工程における前記第１被膜材料は、非導電性材料であっても良い。
【００２２】
従来の放電表面処理では、非導電性の被膜を形成することが困難であったが、発明者らの発案による非導電性材料を炭素で被覆する技術により、非導電性材料を被膜材料として用いることが可能となった。第１被膜形成工程における被膜材料を非導電性材料とすることにより、第２被膜形成工程において耐熱性の高い非導電性の第２被膜層を形成するような場合に、放電表面処理被膜層と第２被膜層との密着性を高めることができる。
【００２３】
また、例えば、前記第１被膜形成工程における前記第１被膜材料と、前記第２被膜形成工程における前記溶射に用いられる第２被膜材料は、略同一の材料によって構成されても良い。
【００２４】
第１被膜材料と第２被膜材料を略同一の材料とすることによって、放電表面処理被膜層と第２被膜層が略同一の材料で構成されることとなり、両層の熱膨張係数の差を低減し、層間での剥離を防止するとともに、放電表面処理被膜層と第２被膜層の密着性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係るコーティング部材の部分断面図である。
【図２Ａ】図２Ａは、図１に示すコーティング部材の拡大断面図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、図２Ａに示す基材及び被膜に含まれる構成元素の含有率を表すグラフである。
【図３】図３は、本発明に係るコーティング部材の製造方法の一例を表すフローチャートである。
【図４】図４は、図３に示す第１被膜形成工程で使用する放電表面処理装置の概略図である。
【図５】図５は、図４に示す放電表面処理装置で用いられる電極の製造方法を説明した概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図１は、本発明の一実施形態に係るコーティング部材１０の表面近傍を表す部分断面図である。コーティング部材１０は、基材１８と、基材１８の表面１８ａに形成されている放電表面処理被膜層２０と、放電表面処理被膜層２０に重ねて形成されている第２被膜層３０を有する。コーティング部材１０は、産業用機械や一般用機械の部品として使用される。例えば、コーティング部材１０は、メカニカルシールの摺動リングのような摺動部品や、その他の耐摩耗、耐腐食性、耐温度特性等を求められる部材として使用されるが、用途は特に限定されない。
【００２７】
基材１８は、被膜形成処理を行う対象となる被処理材料であり、基材１８の表面１８ａには、後述する放電表面処理により、放電表面処理被膜層２０が形成されている。基材１８の材質は、放電表面処理の被処理材となり得るものであれば特に限定されず、例えばＮｉ、Ｆｅ系等の金属若しくは合金材料、炭素材料、炭化珪素材料などが、コーティング部材１０に求められる特性等を考慮して選択される。
【００２８】
放電表面処理被膜層２０は、図４に示すような放電表面処理装置を用いて行われる放電表面処理によって形成される。放電表面処理被膜層２０は、第１被膜材料を含む電極１１と、被処理材料である基材１８との間に放電を発生させ、放電のエネルギーによる電極１１から基材表面１８ａへの第１被膜材料の移動に伴い形成される。放電表面処理においては、放電による熱により電極中の第１被膜材料が電極から離れ、基材へと移動し、基材と混合し、そこに電極から離れた次の第１被膜材料が重なるため、基材と第１被膜材料からなる傾斜部が形成される。また、放電を続ければ、第１被膜材料の基材への移動は続き、傾斜部だけでなく、第１被膜材料からなる均質部が形成される。
【００２９】
また、放電表面処理中においては、電極から第１被膜材料が略一定の量ずつ離れるが、放電表面処理方法の条件を変えることで、単位時間あたりに第１被膜材料が電極から離れる量、或いは、電極から第１被膜材料が離れるのに要する時間が変化する。したがって、放電表面処理方法の条件を調整することにより、必要に応じて、ポーラス状の放電表面処理被膜層を形成することが可能である。また、第１被膜材料が略一定の量ずつ移動して基材上に被膜が形成されるため、放電表面処理被膜層の表面には微細な凹凸（例えば表面粗さＲｚ＝３〜２０μｍ程度（ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１−２００１））が形成される。放電表面処理に用いる電極１１等については、コーティング部材１０の製造方法の説明において詳述する。
【００３０】
図１に示す第２被膜層３０は、放電表面処理被膜層２０の表面に形成されており、放電表面処理被膜層２０は、第２被膜層３０と放電表面処理被膜層２０の間に挟まれている。第２被膜層３０は、放電表面処理被膜層２０が形成された基材１８に対して、放電表面処理被膜層２０に重ねて、溶射等により形成された被膜である。第２被膜層３０は、第２被膜材料（溶射の場合、溶射材と呼ばれる）を加熱して、これを被施行物（本実施形態においては放電表面処理被膜層２０が形成された基材１８）に吹き付けることによって形成される。第２被膜層３０は、微細な凹凸が形成された放電表面処理被膜層の表面で凝固するため、アンカー効果により、良好な密着性を有する。第２被膜層３０を形成するための溶射の具体的方法（熱源、溶射材等）は特に限定されず、プラズマ溶射、アーク溶射、溶線式フレーム溶射、粉末式フレーム溶射、高速フレーム溶射、爆発溶射、コールドスプレー等により、第２被膜層３０を形成することができる。
【００３１】
ここで、図１に示す放電表面処理被膜層２０と第２被膜層３０の熱膨張係数の差は、基材１８と第２被膜層３０の熱膨張係数の差より小さいことが好ましい。溶射材が運ぶ熱量が小さいことなどにより、溶射により形成された第２被膜層３０は下層との密着性に課題があり、第２被膜層３０は、下層との熱膨張係数の差が大きい場合には、温度の上昇及び下降により、下層との境界部分で剥離が生じる危険がある。しかし、放電表面処理被膜層２０と第２被膜層３０の熱膨張係数の差を小さくすることにより、第２被膜層３０と放電表面処理被膜層２０との密着性を高めることが可能であり、コーティング部材１０における被膜の剥離や損傷を防止することができる。
【００３２】
また、放電表面処理被膜層２０は、後述する傾斜部等の存在により、隣接する基材１８に対する熱膨張係数が多少大きくても、剥離が生じにくい。したがって、例えば金属材料にセラミックの表面被膜を形成する場合のように、基材１８と第２被膜層３０の熱膨張係数が大きいコーティング部材１０でも、放電表面処理被膜層２０と第２被膜層３０の熱膨張係数の差を、基材１８と第２被膜層３０のそれより小さくすることで、密着性が高く、損傷や剥離が生じにくい被膜を実現できる。
【００３３】
図２Ａは、図１に示すコーティング部材１０の放電表面処理被膜層２０周辺を拡大した拡大断面図であり、図２Ｂは、コーティング部材１０における元素の含有率の深さ方向（図２Ａに示すＸ軸方向）の変化を、図２Ａに示す基材１８、放電表面処理被膜層２０及び第２被膜層３０に対応させて表したものである。図２Ａに示すように、放電表面処理によって形成された放電表面処理被膜層２０は、傾斜部２２と均質部２４を有している。傾斜部２２は基材１８に接しており、均質部２４は傾斜部２２に対し基材１８とは反対側に形成され第２被膜層３０に接している。
【００３４】
図２Ｂの実線４０は、基材１８の構成元素の含有率を表しており、一点鎖線４２は、放電表面処理被膜層２０を形成するための放電表面処理で用いた第１被膜材料の構成元素の含有率を表しており、二点鎖線４４は、第２被膜層を形成するための溶射で用いた第２被膜材料の構成元素の含有率を表している。放電表面処理被膜層２０の傾斜部２２では、実線４０で示すように、基材１８の構成元素の含有率が、基材表面１８ａから離間するに伴い遷移的に低下している。すなわち、基材表面１８ａにおいてほぼ１００％である基材１８の構成元素の含有率が、基材表面１８ａから離間するに伴い低下し、傾斜部２２と均質部２４との境界部で０％に近い値となっている。また、傾斜部２２における第１被膜材料の構成元素の含有率は、一点鎖線４２で示すように、基材表面１８ａから離間するに伴い、基材１８の構成元素の含有率低下を補う形で上昇している。
【００３５】
傾斜部２２は、放電に伴うエネルギーにより第１被膜材料が基材１８中に拡散するか、若しくは放電表面処理中に基材１８の表面付近が溶融することによって形成されると考えられ、例えば５〜１０μｍ程度の厚さを有する。傾斜部２２は、放電表面処理被膜層２０と基材１８との密着性を高め、基材１８から放電表面処理被膜層２０が剥離することを効果的に防止する。
【００３６】
図２Ａに示すように、均質部２４は、傾斜部２２と第２被膜層３０の間に位置している。図２Ｂに示すように、基材１８の構成元素（実線４０）は、均質部２４の中には殆ど含まれておらず、その代わりに、均質部２４には、第１被膜材料（一点鎖線４２）が、傾斜部２２より多く含まれている。すなわち、均質部２４は、第１被膜材料の含有率が傾斜部２２より大きく、しかも深さ方向（Ｘ軸方向）に沿って第１被膜材料の含有率がほとんど変化せず、略一定である。均質部２４の厚さは特に限定されないが、例えば１〜５０μｍ程度とすることができ、特に放電表面処理に使用される第１被膜材料が非導電性である場合には、この厚さを上回る均質部２４を形成することは難しい。
【００３７】
図２Ａに示すように、第２被膜層３０は、放電表面処理被膜層２０の表面に形成されている。第２被膜層３０と放電表面被膜層２０が接触している部分には、第２被膜層３０の表面と放電表面被膜層３０の表面とが互いにかみ合わされている接合部３２が形成される場合がある。接合部３２は、例えば第２被膜層３０を溶射によって形成する際、放電表面処理被膜層２０の表面に形成された微細な凹凸に、溶射材である第２被膜材料が入り込むことによって形成される。図２Ｂに示すように、接合部３２では、放電表面処理被膜層２０側から第２被膜層側に向かって、第２被膜材料の構成元素の含有率が上昇し、均質部の構成元素の含有率が低下する。
【００３８】
ただし、本実施形態に係るコーティング部材１０のように、第２被膜層３０を均質部２４と略同一の材料によって構成した場合は、図２Ｂに示すような接合部３２における構成元素の含有率の変化は表れず、元素の含有比率は、均質部２４と第２被膜層３０の間でほとんど変化しない。このように、均質部２４と第２被膜層３０とを略同一の材料とすることにより、放電表面処理被膜層２０と第２被膜層３０との密着性が向上し、また、熱膨張係数の差に起因する第２被膜層３０の剥離を、効果的に防止することができる。なお、第２被膜層３０の厚さは特に限定されないが、溶射によって形成される第２被膜層３０は、放電表面処理被膜層２０と異なり、たとえ非導電性のセラミック等で構成される場合にも、比較的容易に３μｍ以上の厚膜とすることができる。
【００３９】
また、傾斜部２２と接合部３２とを比較した場合、傾斜部２２は、基材１８の材料を一部溶融等させながら形成されるため、傾斜部２２では、基材１８の構成元素と第１被膜材料の構成元素とが局所的な偏りを形成せず、深さ方向が同じであれば比較的均質に混じりあっている。したがって、傾斜部２２によって接続される基材１８と放電表面処理層２０は、基材の材料と第１被膜材料が異なっていても、良好な接合強度を奏する。これに対して、溶射による第２被膜層は、放電表面処理ほど高いエネルギーを、被膜形成対象である均質部２４表面に与えながら形成されないため、接続部３２では、第１被膜材料の構成元素と第２被膜材料の構成元素とが、放電表面処理の場合ほど混じり合わず、放電表面処理層の表面形状によりそれぞれ局所的な偏りを形成する傾向にある。したがって、均質部２４と第２被膜層３０の接合は、特に均質部２４と第２被膜層の熱膨張係数の差が小さい場合は、アンカー効果等により良好な接合強度を奏する。
【００４０】
以下に、コーティング部材１０の製造方法について説明する。図３は、図１に示すコーティング部材１０を製造するための製造工程の一例を表すフローチャートである。図３に示す基材準備工程（ステップＳ００１）では、基材１８（図１参照）を準備する。基材準備工程で準備される基材１８の形状は、その後の工程で形成される被膜の厚さや、被膜形成工程で除去される基材の量を考慮して決定される。
【００４１】
図３に示す第１被膜形成工程（ステップＳ００２）では、ステップＳ００１で準備した基材１８の表面１８ａに、放電表面処理被膜層２０（図１参照）を形成する。図４は、第１被膜形成工程で使用する放電表面処理装置の概略図である。第１被膜形成工程で行われる放電表面処理では、加工液１６中に放電表面処理に用いる第１被膜材料を含む電極１１と基材１８を設置し、電極１１と基材１８の間に放電を発生させ、放電のエネルギーによる電極１１から基材表面１８ａへの第１被膜材料の移動を起こさせ、基材表面１８ａに第１被膜材料を含む放電表面処理被膜層２０を形成する。
【００４２】
放電表面処理で形成される放電表面処理被膜層２０には、第１被膜材料の他にも、第１被膜材料以外の電極材料、加工液若しくは基材１８の一部が含まれる場合がある。また、放電表面処理被膜層２０中の第１被膜材料は、電極１１に含まれていた時と同様の状態であっても良いが、放電時に化学反応し、電極１１に含まれていた時とは異なる化合物若しくは単体の状態で含有されていても良い。
【００４３】
図４に示す電極１１としては、放電表面処理によって基材表面１８ａに放電表面処理被膜層２０を形成できるものであれば特に限定されないが、例えば炭素に被覆された第１被膜材料を含むものを用いることができる。従来の放電表面処理用電極では、被膜材料にも導電性が要求されていたが、炭素に被覆された第１被膜材料を含む電極１１では、放電表面処理に用いる第１被膜材料を非導電性材料とすることができる。
【００４４】
炭素に被覆された第１被膜材料１４を含む電極１１は、図５に示すように、フェノール樹脂等の被覆材１２で被覆された被膜材料１４を圧縮・形成した後、被覆材１２であるフェノール樹脂が炭素化する温度で、これを焼結することによって作製される。このようにして製造された電極１１では、被膜材料１４として、チタン（Ｔｉ）、チタン水素化物（ＴｉＨ２）、チタン炭化物（ＴｉＣ）、チタンニッケル合金（ＴｉＮ）、タングステンカーバイド、クロムカーバイド、コバルト、ＢＮ、Ｂ４Ｃ、ホウ化物、ＭｏＳｉ２、酸化鉄、酸化亜鉛等の導体だけでなく、チタン酸化物（ＴｉＯ２）、アルミナ、酸化クロム、ジルコニア等の非導電材料を採用することができる。また、電極１１に含まれる被膜材料１４としては、通常用いられる溶射材料であって、融点が存在し、炭素で被覆可能な材料（例えば、クロミア、イットリア、セリア、カルシア、グレーアルミナ、アルミナ−チタニア、ムライト、ＳｉＯ２、ベリリア）も適用可能である。
【００４５】
図３に示す第２被膜形成工程（ステップＳ００３）では、溶射によって、第１被膜形成工程（ステップＳ００２）で形成された放電表面処理被膜層２０に重ねて、第２被膜層３０（図１参照）を形成する。なお、第２被膜形成工程を行う前に、第１被膜形成工程で形成された放電表面処理被膜層２０の一部（例えば図２に示す均質部の一部又は全部）を、アンダーカットやサンドブラストによって除去しても良く、これにより第２被膜層３０と放電表面処理被膜層２０の密着性を向上させることができる。また、第１被膜形成工程において、放電表面処理被膜層２０をポーラスに形成しても、同様の効果を得ることができる。
【００４６】
第２被膜形成工程で行われる溶射は、第２被膜材料としての溶射材を加熱して、これを放電表面処理被膜層２０が形成された基材１８に吹き付けることによって行われる。加熱され液滴や粒子状になった溶射材は溶射粒子と呼ばれ、溶射粒子は、高速ガス流などによって放電表面処理被膜層２０の表面に吹き付けられる。吹き付けられた溶射粒子は、放電表面処理被膜層２０の表面で凝固し、第２被膜層３０を形成する。
【００４７】
第２被膜形成工程における溶射に用いられる第２被膜材料は、特に限定されないが、例えば、クロミア、イットリア、セリア、カルシア、グレーアルミナ、アルミナ−チタニア、ムライト、ＳｉＯ２、ベリリア等を用いることができる。また、第１被膜形成工程における被膜材料１４と、第２被膜形成工程に用いられる第２被膜材料は、互いに共通の材料を含んでいても良く、また双方を略同一の材料としても良い。これにより、第１被膜形成工程で形成される放電表面処理被膜層２０と、第２被膜形成工程で形成される第２被膜層（特に均質部２４（図２Ａ及び図２Ｂ参照））が、共通の材料で構成されることとなり、両層の熱膨張係数の差を低減し、層間での剥離を防止するとともに、放電表面処理被膜層２０と第２被膜層３０の密着性を向上させることができる。
【００４８】
図３に示す各工程（ステップＳ００１〜ステップＳ００３）により、図１に示すようなコーティング部材１０を製造することができる。なお、ステップＳ００３の後に、放電表面処理被膜層２０と第２被膜層３０を含む被膜に対して、必要に応じてフェージングや封孔処理が行われても良い。
【００４９】
上述のようにして製造されたコーティング部材１０は、放電表面処理被膜層２０の上に第２被膜層３０を重ねることにより、基材との密着性に劣るという第２被膜層３０の問題点と、厚膜化が難しいという放電表面処理被膜層２０の問題点を、他方の特徴を活かすことにより解決した。すなわち、コーティング部材１０が有する被膜は、厚膜化にも対応可能でありながら、放電表面処理被膜層２０を基材１８と第２被膜層３０の間に介在させることにより、各層２０，３０及び基材１８の境界部で、組成のギャップやこれに伴う熱膨張係数のギャップが生じることを防止することができ、基材１８との密着性が高い。また、コーティング部材１０では、上述したように放電表面処理被膜層２０と第２被膜層３０によって被膜が構成されているため、被膜の欠けや剥がれを効果的に防止することができる。さらに、厚膜化された被膜に対しては、適切なフェージングや封孔処理を行うことが可能となり、このような被膜を有するコーティング部材１０は、好適な耐摩耗性や耐環境性を奏することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１０…コーティング部材
１１…電極
１２…被覆材
１４…被膜材料
１６…加工液
１８…基材
１８ａ…基材表面
２０…放電表面処理被膜層
２２…傾斜部
２４…均質部
３０…第２被膜層
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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