(57)【要約】【課題】  摺動面に硬度が互いに異なる領域を有する摺動部材であって、被膜の欠け等による摺動面の損傷発生を防止し得る摺動部材を提供する。【解決手段】  基材（１８，６８）における所定の面（１８ａ，６８ａ）の一部である第１被処理領域（３０，３２，４４）に対して、放電表面処理を実施する第１放電表面処理工程を含む摺動面（２０，３１，４３，６０）の形成工程を経て製造された摺動部材。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材における所定の面の一部である第１被処理領域に対して、放電表面処理を実施する第１放電表面処理工程
を含む摺動面の形成工程を経て製造された摺動部材。
【請求項２】
前記摺動面の前記形成工程は、
前記第１放電表面処理工程の前に行われ、前記基材における前記所定の面に被膜を形成するプレ被膜形成工程をさらに含む
ことを特徴とする摺動部材。
【請求項３】
前記プレ被膜形成工程では、放電表面処理によって前記被膜を形成する
ことを特徴とする請求項２に記載の摺動部材。
【請求項４】
前記摺動面の前記形成工程は、
前記所定の面における前記第１被処理領域以外の部分である第２被処理領域に対して、放電表面処理を実施する第２放電表面処理工程をさらに有し、
前記第１放電表面処理工程における放電表面処理で用いられる第１電極と、前記第２放電表面処理工程における放電表面処理で用いられる第２電極とでは、構成材料が互いに異なる
ことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかに記載の摺動部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、メカニカルシール等に用いられる摺動部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
摺動部材は、金属材料、炭素材料、炭化珪素材料など、求められる機能に応じて様々な材料で作製される。また、摺動部材の表面には、摺動部材の耐久性向上等を目的として、被膜が形成される場合がある。
【０００３】
さらに、耐摩耗性の向上を意図した摺動部材の摺動面形成方法として、基材の所定の面に溶射被膜を形成したのち、溶射被膜に点状・線状などのパターンでレーザーを照射して被膜の部分改質を行う技術が提案されている（特許文献１等参照）。このようにして形成された摺動面では、改質された部分とそれ以外の部分とで硬度に差が生じ、軟らかい部分が他の部分より先に摩耗することにより凹部が形成される。したがって、このような摺動面を有する摺動部材は、凹部が流体溜まりとなることによって、焼き付きの防止効果や、摺動寿命の延長効果を奏する。
【０００４】
また、基材表面に被膜を形成する他の技術として、材料粒子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材料粒子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では、材料粒子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を有しており、また、局所的な表面改質に放電表面処理を用いる例は報告されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２７９４２１
【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】
従来の方法によって形成された摺動面は、溶射によって形成された被膜を有しているために被膜と基材との密着性に課題を有しており、これを回避するために、溶射によっても密着性が比較的良好な被膜と成りうる材質の溶射材を選択する必要があり、被膜及び基材の材質が大きく制約を受けるという問題を有している。また、レーザー照射によって被膜の部分改質を行う技術についても、被膜の材質によっては摺動面に所望の高度差が生じない場合もある。レーザー照射等による被膜及び基材表面の再溶融によって、部分改質時に基材と被膜の密着性が向上するとの報告もあるが、このような方法では、基材表面まで再溶融させるためにレーザーの照射時間が長くなる上に、レーザー照射された部分以外の被膜は再溶融されず、密着性の改善効果は限定的であった。
【０００７】
本発明は、このような課題に鑑みてなされ、摺動面に硬度が互いに異なる領域を有する摺動部材であって、被膜の欠け等による摺動面の損傷発生を防止し得る摺動部材を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の課題を解決するために、本発明に係る摺動部材は、
基材における所定の面の一部である第１被処理領域に対して、放電表面処理を実施する第１放電表面処理工程
を含む摺動面の形成工程を経て製造されたことを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る摺動部材では、第１被処理領域に対して放電表面処理が行われることにより、第１被処理領域が周辺領域とは異なる硬度になるように被膜形成及び改質され、これにより、硬度が互いに異なる領域を有する摺動面が形成される。したがって、第１被処理領域又はその周辺部分のいずれか軟らかい方の部分が、摺動により先に摩耗して流体溜まりとなり、このような摺動面を有する摺動部材は、好適な焼き付き防止効果及び摺動寿命の延長効果を奏する。また、放電表面処理によって形成された被膜は、溶射等の他の方法によって形成された被膜より基材との密着性が高いため、本発明に係る摺動部材は、被膜及び改質部分が欠損することを防止でき、また、基材との密着性の問題から、溶射では採用することが難しかった材質の被膜を、摺動面に備えることができる。
【００１０】
また、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、電極に含まれる材料粒子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粒子を用いて、放電表面処理を実施することに成功した。この技術により、第１被処理領域に対する放電表面処理においても、摺動部材に要求される特質に応じて、適切な材料粒子を選択することが可能となり、基材との密着性が高く適切な硬度を有する被膜を形成することが可能である。なお、放電表面処理電極に含まれる材料粒子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。
【００１１】
また、例えば、前記摺動面の前記形成工程は、
前記第１放電表面処理工程の前に行われ、前記基材における前記所定の面に被膜を形成するプレ被膜形成工程をさらに含んでいても良い。
【００１２】
このような摺動部材は、プレ被膜形成工程によって、第１被処理領域以外にも被膜が形成されるため、例えば摺動面全体を被覆する被膜によって基材を保護することが可能である。
【００１３】
また、例えば、前記プレ被膜形成工程では、放電表面処理によって前記被膜を形成しても良い。
【００１４】
プレ被膜形成工程での被膜形成を、放電表面処理によって行うことにより、摺動面全体を被覆する被膜の密着性を向上させることが可能であり、また、例えば基材との密着性の問題から、溶射では採用することが難しかった材質の被膜を、摺動面全体に備えることができる。
【００１５】
また、例えば、前記摺動面の前記形成工程は、
前記所定の面における前記第１被処理領域以外の部分である第２被処理領域に対して、放電表面処理を実施する第２放電表面処理工程をさらに有しても良く、
前記第１放電表面処理工程における放電表面処理で用いられる第１電極と、前記第２放電表面処理工程における放電表面処理で用いられる第２電極とでは、構成材料が互いに異なっていても良い。
【００１６】
第２被処理領域に対して、第１放電表面処理工程とは異なる構成材料の電極を用いて放電表面処理を行うことによって、摺動面において流体溜まりとなる硬度の低い部分と、流体溜まりとならない硬度の高い部分の両方を、基材との密着性の高い被膜で被覆された状態とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る摺動部材の概略図である。
【図２】図２は、図１に示す摺動部材の製造方法を表す概念図である。
【図３】図３は、図１に示す摺動部材の摺動面の形成工程を表すフローチャートである。
【図４】図４は、図２における摺動面の形成工程において用いられ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。
【図６】図６は、図２及び図３に示す第１放電表面処理工程で形成された第１被膜周辺を拡大した拡大断面図である。
【図７】図７は、第１被膜周辺の構成元素の含有率を概念的に表すグラフである。
【図８】図８は、第２実施形態に係る摺動部材の製造方法を表す概念図である。
【図９】図９は、第２実施形態に係る摺動部材の摺動面の形成工程を表すフローチャートである。
【図１０】図１０は、第３実施形態に係る摺動部材の製造方法を表す概念図である。
【図１１】図１１は、第３実施形態に係る摺動部材の摺動面の形成工程を表すフローチャートである。
【図１２】図１２は、第４実施形態に係る摺動部材を表す切り欠き断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
第１実施形態
図１は、本発明の一実施形態に係る摺動部材１０の概略図である。摺動部材１０は、例えばメカニカルシール装置の内部において、回転軸と伴に回転する回転部材と、回転しない静止部材との境界部に配置される。摺動部材１０は、回転部材側に固定されるものと、静止部材側に固定されるものが対になって使用される。図１に示すように、摺動部材１０は、対になって使用される他方の摺動部材の摺動面と摺動する摺動面２０を有しており、摺動する摺動面２０の間で流体をシールする。
【００１９】
図１に示す摺動部材１０は、中央に貫通孔を有するリング状の外形状を有しており、貫通方向に直交する面の一方が、摺動面２０となっている。摺動面２０は、硬度の互いに異なる軟質部２２と硬質部２４とを有しており、軟質部２２は、硬質部２４より硬度が低く摩耗しやすい。摺動面２０は、摺動部材１０が使用される前の状態では略平坦であるが、摺動部材１０が使用され、摺動面２０が摩耗することによって、摺動面２０には凹凸が形成される。すなわち、相対的に軟らかい軟質部２２が、硬質部２４より優先的に摩耗して凹部となり、摩耗しにくい硬質部２４が凸部となる。摺動面２０に形成された凹部は、流体を保持する流体溜まりとして作用し、摺動面２０の焼き付きを防止し、摺動部材１０の耐摩耗性を向上させる作用を奏する。
【００２０】
図１に示す摺動部材１０は、摺動面２０にスパイラル状に形成された軟質部２２を有するが、軟質部２２と硬質部２４の形状は特に限定されず、例えば軟質部２２と硬質部２４とが入れ替わり、軟質部２２の部分が相対的に硬い硬質部であり、硬質部２４の部分が相対的に軟らかい軟質部であっても良い。また、図８（ｅ）に示すように、軟質部と硬質部が同心円状に形成されていても良く、図１０（ｅ）に示すように、軟質部又は硬質部が摺動面にスポット状に形成されていても良い。
【００２１】
図２は、図１に示す摺動部材１０の製造方法を表す概念図であり、図３は、摺動部材１０の製造方法に含まれる摺動面２０の形成工程を表すフローチャートである。図３及び図２（ｃ）〜図２（ｈ）に示すように、摺動部材１０の製造方法には、摺動面２０を形成する工程が含まれる。
【００２２】
平面図である図２（ａ）と、断面図である図２（ｂ）は、摺動部材１０の製造工程の第１の段階で用意される基材１８を表している。図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、基材１８は、これから製造する摺動部材１０と略同形状のリング形状を有しており、後述する摺動面の形成工程により摺動面２０が形成される基材表面１８ａを有している。基材１８の材質は特に限定されず、金属材料、炭素材料、炭化珪素材料などから、摺動部材１０に求められる特性等を考慮して選択される。
【００２３】
摺動部材１０の製造工程の第２の段階では、図３に示す摺動面２０の形成工程の一つであるプレ被膜形成工程（ステップＳ００１）を実施する。プレ被膜形成工程では、基材表面１８ａに、プレ被膜２６を形成する。平面図である図２（ｃ）と、断面図である図２（ｄ）は、図３に示すプレ被膜形成工程によって、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示す基材１８の基材表面１８ａに、プレ被膜２６が形成された状態を表している。
【００２４】
図２（ｃ）に示すように、プレ被膜形成工程（ステップＳ００１）では、基材表面１８ａの全体にプレ被膜２６が形成されているが、プレ被膜２６の態様はこれに限定されず、プレ被膜２６は基材表面１８ａの一部を被覆するものであっても良く、また、基材１８の全ての表面を被覆するものであっても良い。図２（ｃ）及び図２（ｄ）に示す例では、プレ被膜形成工程において、放電表面処理によってプレ被膜２６を形成しており、プレ被膜２６は、傾斜部２６ｂと均質部２６ａによって構成される。傾斜部２６ｂは、プレ被膜２６の下層部分であり、基材１８と均質部２６ａの間に挟まれており、均質部２６ａは、プレ被膜２６の上層部分であり、プレ被膜形成工程後の段階で、表面に露出している。なお、放電表面処理及び放電表面処理によって形成される均質部２６ａ及び傾斜部２６ｂについては、後ほど詳述する。
【００２５】
プレ被膜形成工程においてプレ被膜２６を形成する方法は、放電表面処理に限定されず、例えば溶射によってプレ被膜を形成しても良い。溶射によってプレ被膜を形成する場合、プレ被膜形成工程においては、溶射材と呼ばれる材料を加熱して、これを基材１８に吹き付けることによって形成される。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、プレ被膜を形成することができる。溶射に用いられる溶射材は、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。
【００２６】
ただし、溶射によってプレ被膜を形成する場合には、基材１８との熱膨張係数の差が小さい溶射材を用いたり、プレ被膜形成工程前に基材表面１８ａを粗面化したりするなど、基材１８とプレ被膜との密着性を確保するための対策を行うことが好ましい。なお、溶射によってプレ被膜を形成した場合、放電表面処理によってプレ被膜を形成した場合のような厚みを有する傾斜部２６ｂ（図２（ｄ）参照）は形成されず、プレ被膜はほぼ一層構造となる。
【００２７】
摺動部材１０の製造工程の第３の段階では、図３に示す摺動面２０の形成工程の一つである第１放電表面処理工程（ステップＳ００２）を実施する。第１放電表面処理工程では、プレ被膜２６が形成された後における基材表面１８ａの一部である第１被処理領域３０に対して、放電表面処理を実施して、第１被処理領域３０に第１被膜２８を形成する。平面図である図２（ｅ）と、断面図である図２（ｆ）は、図３に示す第１放電表面処理工程によって、第１被処理領域３０に、第１被膜２８が形成された状態を表している。
【００２８】
図２（ｅ）に示すように、第１被処理領域３０及び第１被処理領域３０に対応する第１被膜２８の形状は、図１に示す軟質部２２と同様のスパイラル形状を有している。また、図２（ｆ）に示すように、第１被膜２８は、傾斜部２８ｂと均質部２８ａによって構成される。傾斜部２８ｂは、第１被膜２８の下層部分であり、プレ被膜２６と均質部２８ａの間に挟まれており、均質部２８ａは、第１被膜２８の上層部分であり、第１放電表面処理工程後の段階において、表面に露出している。第１被膜２８は、基材表面１８ａに直接接触していても良いが、図２（ｆ）に示すように、プレ被膜２６を介して、第１被処理領域３０に形成されていても良い。
【００２９】
図３に示す第１放電表面処理工程（ステップＳ００２）で実施される放電表面処理は、図４に示すような放電表面処理装置を用いて行われる。第１放電表面処理工程で行われる放電表面処理では、加工液１６中に材料粒子１４を含む電極１１と被処理材（プレ被膜２６が形成された基材１８（図２（ｃ）及び図２（ｄ）参照）を設置し、電極１１と被処理材（基材１８等）の間に放電を発生させ、放電のエネルギーによる電極１１から被処理材表面への材料粒子１４の移動を起こさせ、被処理材表面に材料粒子１４を含む第１被膜２８を形成する。なお、第１放電表面処理工程における放電表面処理では、被処理材表面のうち、第１被処理領域３０（図２（ｆ）参照）以外の部分にマスキングを施し、或いは、電極を移動させ、第１被処理領域３０のみに第１被膜２８を形成する。
【００３０】
放電表面処理で形成される第１被膜２８には、材料粒子１４の他にも、材料粒子以外の電極材料、加工液１６若しくは被処理材（基材１８及びプレ被膜２６）の一部が含まれる場合がある。また、第１被膜２８中の材料粒子１４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。
【００３１】
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に第１被膜２８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材料粒子１４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、材料粒子１４にも導電性が要求されていたが、炭素に被覆された材料粒子１４を含む電極１１では、材料粒子１４を非導電性材料とすることができる。
【００３２】
炭素に被覆された材料粒子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で被覆された材料粒子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、材料粒子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に含まれる材料粒子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。
【００３３】
図６は、図２（ｅ）に示す第１被膜２８周辺を拡大した拡大断面図であり、図７は、第１被膜２８周辺における元素の含有率の深さ方向（図６に示すＸ軸方向）の変化を、図６に示すプレ被膜２６の均質部２６ａ、第１被膜２８の傾斜部２８ｂ及び第１被膜２８の均質部２８ａに対応させて表したものである。図７の実線４０は、プレ被膜２６の均質部２６ａの構成元素の含有率を表しており、一点鎖線４２は、第１被膜２８を形成するための放電表面処理で用いた材料粒子１４の構成元素の含有率を表している。
【００３４】
第１被膜２８の傾斜部２８ｂでは、実線４０で示すように、下層であるプレ被膜２６の均質部２６ａの構成元素の含有率が、均質部２６ａから離間するに伴い遷移的に低下している。すなわち、プレ被膜２６と第１被膜２８との接触部においてほぼ１００％である下層（均質部２６ａ）の構成元素の含有率が、プレ被膜２６（特に図７の均質部２６ａ）から離間するに伴い低下し、第１被膜２８の傾斜部２８ｂと均質部２８ａとの境界部で０％に近い値となっている。また、傾斜部２８ｂにおける材料粒子１４の構成元素の含有率は、一点鎖線４２で示すように、プレ被膜２６から離間するに伴い、下層（均質部２６ａ）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２８ｂは、放電に伴うエネルギーにより材料粒子１４が下層（均質部２６ａ）に拡散するか、若しくは放電表面処理中に均質部２６ａ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２８ｂは、第１被膜２８と下層であるプレ被膜２６との密着性を高め、基材１８及びプレ被膜２６から第１被膜２８が剥離することを効果的に防止する。また、第１放電表面処理工程で傾斜部２８ｂが形成されることにより、その後の研磨工程で第１被膜２８の上層を除去したとしても、第１被膜２８の一部である傾斜部２８ｂが摺動面２０に残存し（図２（ｈ）参照）、図１に示す軟質部２２として好適に機能する。
【００３６】
第１被膜２８の上層部分である均質部２８ａには、下層であるプレ被膜２６の均質部２６ａの構成元素（実線４０）は殆ど含まれておらず、その代わりに、均質部２８ａには、第１放電表面処理工程で用いた電極１１の材料粒子１４（一点鎖線４２）が、傾斜部２８ｂより多く含まれている。すなわち、均質部２８ａは、第１放電表面処理工程における被膜形成材料の含有率が傾斜部２８ｂより大きく、しかも深さ方向（Ｘ軸方向）に沿って材料粒子１４の構成元素の含有率がほとんど変化せず、略一定である。
【００３７】
図６及び図７では、第１放電表面処理工程（ステップＳ００２）で形成される第１被膜２８について説明したが、プレ被膜形成工程（ステップＳ００１）で形成されるプレ被膜２６が放電表面処理によって形成される場合は、プレ被膜２６も、第１被膜２８と同様に、図４に示すような放電表面処理装置によって形成される。また、その場合、プレ被膜２６の均質部２６ａ及び傾斜部２６ｂも、図７に示す第１被膜２８の均質部２８ａ及び傾斜部２８ｂと同様の組成変化の傾向を示し、放電表面処理によって形成されたプレ被膜２６とその下部の基材１８との密着性を高めることができる。なお、図７に示す例では、第１被膜２８の材料となる放電表面処理電極１１の材料粒子１４は、プレ被膜２６の材料となる放電表面処理電極の材料粒子又は溶射における溶射材とは異なる材料で構成され、特に第１被処理領域３０を軟質部２２とするために、プレ被膜２６内に拡散した際に当該拡散部分の硬度を低下させる材料で構成される。
【００３８】
摺動部材１０の製造工程の第４の段階では、図３に示す摺動面の形成工程の一つである研磨工程（ステップＳ００３）を実施する。研磨工程では、第１放電表面処理工程で形成された第１被膜２８の一部を研磨やラッピングによって除去し、略平坦な摺動面２０を得る。平面図である図２（ｇ）と、断面図である図２（ｈ）は、図３に示す研磨工程後における基材表面１８ａ周辺の状態を表している。図２（ｆ）に示すように、第１放電表面処理工程では、基材表面１８ａ全体に形成されているプレ被膜２６に重ねて、第１被処理領域３０のみに第１被膜２８を形成したため、第１放電表面処理工程後の状態では、第１被膜２８が形成された第１被処理領域３０が、周辺部分に比べて突出している。そこで、研磨工程では、図２（ｈ）に示すように、第１被膜２８の上層部分である均質部２８ａを除去し、略平坦な摺動面２０を得る。
【００３９】
研磨工程において第１被膜２８の均質部２８ａを除去した後も、基材表面１８ａの第１被処理領域３０には、プレ被膜２６に埋め込まれた状態に形成された傾斜部２８ｂが残存する。図７で説明したように、第１被処理領域３０の表面に露出している傾斜部２８ｂは、第１放電表面処理工程で用いた電極１１に含まれる材料粒子１４（図４参照）を含有するため、第１被処理領域３０以外の表面に露出しているプレ被膜２６の均質部２６ａとは異なる組成及び硬度を有する。したがって、図２（ｇ）に示す傾斜部２８ｂは、図１に示す軟質部２２として機能し、プレ被膜２６の均質部２６ａは、図１に示す硬質部２４として機能する。
【００４０】
以上のように、摺動部材１０では、第１被処理領域３０に対して第１放電表面処理が行われることにより、第１被処理領域３０が周辺領域より硬度が低下するように被膜形成及び改質される。したがって、第１被処理領域３０が、摺動によって周辺領域より先に摩耗して流体溜まりとなることにより、このような摺動面２０を有する摺動部材１０は、好適な焼き付き防止効果及び摺動寿命の延長効果を奏する。また、放電表面処理によって形成された被膜２６，２８は、溶射等の他の方法によって形成された被膜より下地との密着性が高いため、摺動部材１０は、被膜２６及び改質部分２８ｂが欠損することを効果的に防止できる。また、特にプレ被膜２６を放電表面処理で形成することにより、基材１８との密着性の問題から溶射では採用することが難しかった材質の被膜を、摺動面２０に備えることができる。
【００４１】
なお、図３における第１放電処理工程（ステップＳ００２）では、必ずしも図２（ｆ）に示すように第１被処理領域３０を隆起させる必要はなく、例えば放電表面処理の条件を調整して、電極１１の材料粒子１４を含む改質部分（傾斜部２８ｂ）のみを形成しても良い。この場合、その後の研磨工程（ステップＳ００３）の時間を短縮等することが可能となり、生産効率の観点で有利である。また、第１放電処理工程における放電表面処理の条件を調整し、均質部２８ａ（図２（ｆ）及び図７）が下層であるプレ被膜２６に埋め込まれるように、第１被膜２８を形成してもよく、その場合は、研磨工程（ステップＳ００３）の第１被処理領域３０に、均質部２８ａが残存する。
【００４２】
第２実施形態
図８は、本発明の第２実施形態に係る摺動部材の製造方法を表す概念図であり、図９は、第２実施形態に係る摺動部材の製造方法に含まれる摺動面３１の形成工程を表すフローチャートである。平面図である図８（ａ）と、断面図である図８（ｂ）は、摺動部材の製造工程の第１の段階で用意される基材１８を表している。製造工程の第１の段階については、第１実施形態に係る摺動部材１０の製造方法（図２（ａ）及び図２（ｂ）参照）と同様である。
【００４３】
第２実施形態に係る摺動部材の製造工程の第２の段階では、摺動面３１の形成工程の一つである第１放電表面処理工程（ステップＳ１０１、図９参照）を実施する。第１放電表面処理工程では、基材表面１８ａの一部である第１被処理領域３２に対して、放電表面処理を実施して、第１被処理領域３２に第１被膜３４を形成する。平面図である図８（ｃ）と、断面図である図８（ｄ）は、図９に示す第１放電表面処理工程によって、第１被処理領域３２に、第１被膜３４が形成された状態を表している。
【００４４】
図８（ｃ）に示すように、第１被処理領域３２及び第１被処理領域３２に対応する第１被膜３４は、貫通孔を中心とする同心円状であり、第１被膜３４が形成された第１被処理領域３２が、摺動面における硬質部となる。また、図８（ｄ）に示すように、第１被膜３４は、図８（ｆ）に示す第２被膜３８と同様に、傾斜部３４ｂと均質部３４ａを有する。
【００４５】
第２実施形態の第１放電表面処理工程（ステップＳ１０１、図９参照）で実施される放電表面処理は、第１被処理領域３２が同心円状であることと、基材表面１８ａに直接第１被膜３４を形成することを除き、第１実施形態の第１放電表面処理工程（ステップＳ００２、図３参照）と同様である。また、第１被膜３４における均質部３４ａ及び傾斜部３４ｂの深さ方向の組成変化傾向も、図７を用いて説明した第１被膜２８の均質部２８ａ及び傾斜部２８ｂと同様である。
【００４６】
第２実施形態に係る摺動部材の製造工程の第３の段階では、摺動面３１の形成工程の一つである第２放電表面処理工程（ステップＳ１０２、図９参照）を実施する。第２放電表面処理工程では、基材表面１８ａにおける第１被処理領域３２以外の部分である第２被処理領域３６に対して、放電表面処理を実施して、第２被処理領域３６に第２被膜３８を形成する。平面図である図８（ｅ）と、断面図である図８（ｆ）は、図９に示す第２放電表面処理工程によって、第２被処理領域３６に、第２被膜３８が形成された状態を表している。
【００４７】
第２放電表面処理工程（ステップＳ１０２、図９参照）で実施される放電表面処理は、被処理領域が第２被処理領域３６であることと、第２放電表面処理で用いられる電極（第２電極）の構成材料が異なることを除き、第１放電表面処理工程（ステップＳ１０１）と同様である。第２放電表面処理工程が行われる第２被処理領域３６は、図８（ｅ）及び図８（ｆ）に示すように、基材表面１８ａにおける第１被処理領域３２を除く残余の全てに対応しており、第２被処理領域３６及び当該領域に形成される第２被膜３８の形状は、第１被処理領域３２及び第１被膜３４と同様に、同心円状である。
【００４８】
第２放電表面処理で用いられる電極（第２電極）は、第１放電表面処理工程（ステップＳ１０１、図９参照）で用いられる電極（第１電極）とは構成材料が異なる。特に、第２実施形態に係る摺動面３１では、第２被膜３８が形成された第２被処理領域３６が摺動面３１における軟質部になるように、第２電極の構成材料としては、第１電極のそれより軟らかい被膜を形成するものが選択される。なお、第２被膜３８における均質部３８ａ及び傾斜部３８ｂの深さ方向の組成変化傾向も、図７を用いて説明した第１被膜２８の均質部２８ａ及び傾斜部２８ｂと同様である。
【００４９】
第１放電表面処理工程及び第２放電表面処理工程を経て形成される摺動面３１には、図８（ｅ）及び図８（ｆ）に示すように、硬度が異なる２種類の被膜３４，３８が、いずれも放電表面処理によって形成されている。このような摺動面３１を有する摺動部材は、第２被膜３８が優先的に摩耗して流体溜まりを形成して好適な焼き付け防止効果を奏するとともに、被膜３４，３８と基材１８との密着性が高いため、被膜３４，３８が剥がれる問題を効果的に防止できる。また、放電表面処理によって被膜３４，３８を形成することにより、基材１８との密着性の問題から溶射では採用することが難しかった材質の被膜を、摺動面３１に備えることができる。なお、第２実施形態では、硬質層となる第１被膜３４を先に形成し、軟質層となる第２被膜３８を後に構成したが、ステップＳ１０１とステップＳ１０２（図９参照）とを入れ替えて、先に第２被膜３８を構成してから、後で第１被膜３４を形成しても良い。
【００５０】
第３実施形態
図１０は、本発明の第３実施形態に係る摺動部材の製造方法を表す概念図であり、図１１は、第２実施形態に係る摺動部材の製造方法に含まれる摺動面４３の形成工程を表すフローチャートである。平面図である図１０（ａ）と、断面図である図１０（ｂ）は、摺動部材の製造工程の第１の段階で用意される基材１８を表している。製造工程の第１の段階については、第１実施形態に係る摺動部材１０の製造方法（図２（ａ）及び図２（ｂ）参照）と同様である。
【００５１】
第２実施形態に係る摺動部材の製造工程の第２の段階では、摺動面４３の形成工程の一つである第１放電表面処理工程（ステップＳ２０１、図１１参照）を実施する。第１放電表面処理工程では、基材表面１８ａの一部である第１被処理領域４４に対して、放電表面処理を実施して、第１被処理領域４４に第１被膜４６を形成する。平面図である図１０（ｃ）と、断面図である図１０（ｄ）は、図１１に示す第１放電表面処理工程によって、第１被処理領域４４に、第１被膜４６が形成された状態を表している。
【００５２】
図１０（ｃ）に示すように、第１被処理領域４４及び第１被処理領域４４に対応する第１被膜４６は、基材表面１８ａにスポット状に配置されており、第１被膜４６が形成された第１被処理領域４４が、摺動面４３における硬質部となる。また、図１０（ｄ）に示すように、第１被膜４６は、図８（ｄ）に示す第１被膜３４と同様に、傾斜部４６ｂと均質部４６ａを有する。
【００５３】
第３実施形態の第１放電表面処理工程（ステップＳ２０１、図１１参照）で実施される放電表面処理は、第１被処理領域４４がスポット状であることを除き、第２実施形態の第１放電表面処理工程（ステップＳ１０１、図９参照）と同様である。また、第１被膜４６における均質部４６ａ及び傾斜部４６ｂの深さ方向の組成変化傾向は、図７を用いて説明した第１被膜２８の均質部２８ａ及び傾斜部２８ｂと同様である。
【００５４】
第３実施形態に係る摺動部材の製造工程の第３の段階では、摺動面３１の形成工程の一つである研磨工程（ステップＳ２０２、図１１参照）を実施する。研磨工程では、第１放電表面処理工程で形成された第１被膜４６の一部を研磨やラッピングによって除去し、略平坦な摺動面４３を得る。平面図である図１０（ｅ）と、断面図である図１０（ｆ）は、図１０に示す研磨工程後における基材表面１８ａ周辺の状態を表している。図１０（ｄ）に示すように、第１放電表面処理工程では、基材表面１８ａの第１被処理領域４４のみに第１被膜４６を形成したため、第１放電表面処理工程後の状態では、第１被膜４６が形成された第１被処理領域４４が、基材表面１８ａに比べて突出している。そこで、研磨工程では、第１被膜４６の上層部分である均質部４６ａを除去し、略平坦な摺動面４３を得る。
【００５５】
第１実施形態及び第２実施形態の摺動面３１，４３は、基材表面１８ａの全てが被膜によって覆われていたが、第３実施形態の摺動面４３のように、基材表面１８ａの一部のみに被膜を形成することによって、摺動面に硬度差を形成しても良い。図１０（ｅ）及び図１０（ｆ）に示すような摺動面４３を有する第３実施形態に係る摺動部材も、第１実施形態及び第２実施形態に係る摺動部材と同様の効果を有する。
【００５６】
第４実施形態
図１２は、本発明の第４実施形態に係る摺動部材５０を表す切り欠き断面図である。本発明に係る摺動部材としては、第１〜第３実施形態で述べたように、基材の表面のうち平面である表面に放電処理被膜を実施し、摺動面が略平面であるものに限定されず、第４実施形態に係る摺動部材５０のように、摺動面６０が曲面であっても良い。摺動部材５０は、円筒状の基材６８の内周表面６８ａに、第１放電表面処理（ステップＳ１０１、図９参照）と第２放電表面処理（ステップＳ１０２、図９参照）を実施し、軟質部６２と硬質部６４を有する摺動面６０を形成したものである。硬質部６４と軟質部６２は、内周表面６８ａに沿ってらせん状に形成されている。
【００５７】
上述したように、第１放電表面処理工程を含む摺動面を経て製造された摺動部材は、摺動面２０，３１，４３，６０に硬度が互いに異なる領域を有する摺動部材であって、しかも硬度差を発生させるために形成した被膜２６，２８，３４，３８，４６の欠け等による摺動面２０，３１，４３，６０の損傷発生を、好適に防止することができる。第１放電表面処理を実施する第１被処理領域３０，３２，４４、第２放電表面処理を実施する第２被処理領域３６、及び摺動面２０，３１，４３，６０を形成する基材表面１８ａ，６８ａの具体的形状は、摺動部材の用途等に応じて適宜改変することができる。
【符号の説明】
【００５８】
１０，５０…摺動部材
１１…電極
１２…被覆材
１４…材料粒子
１６…加工液
１８，６８…基材
１８ａ…基材表面
２０，３１，４３，６０…摺動面
２２，６２…軟質部
２４，６４…硬質部
３８…第２被膜
２６…プレ被膜
２８，３４，４６…第１被膜
２６ａ，３４ａ，３８ａ，４６ａ…均質部
２６ｂ，３４ｂ，３８ｂ，４６ｂ…傾斜部
３０，３２，４４…第１被処理領域
３６…第２被処理領域
４０…実線
４２…一点鎖線
６８ａ…内周表面
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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