表面改性部件的制造方法与流程

本发明涉及表面改性部件的制造方法，该制造方法在基材上形成喷涂覆膜后，通过对该喷涂覆膜的表面照射高能束而使覆膜熔融、凝固，形成致密化的改性层。

背景技术：

为了提高构件表面的功能性，广泛采用在结构件(structuralmember)的表面形成各种喷涂覆膜的方法。喷涂法是通过将金属、陶瓷、金属陶瓷等喷涂材料供至可燃性气体的燃烧火焰或者氩、氦、氢等等离子火焰中，使这些喷涂材料成为软化或熔融的状态，高速喷涂至被喷涂体的表面，从而在其表面涂布喷涂覆膜的表面处理技术。

例如，在半导体制造工艺中的处理容器内，含有氟化物、氯化物的气体中会产生等离子体，所以存在各种部件在处理容器内腐蚀的问题。因此，如专利文献1所述，通过用喷涂法将属于元素周期表中的iiia族元素的氧化物y2o3被覆在部件表面，从而提高耐等离子体腐蚀性(plasmaerosionresistance)。

在专利文献2中，作为进一步的改进方案，将元素周期表中的iiia族元素的氧化物喷涂在基材表面形成多孔层，通过对多孔层的表层照射激光等高能束而使其致密化，形成二次再结晶层，从而可耐受更加苛刻的腐蚀性气体环境。

另外，作为通过高能束的照射而使表层改性的其他方法，如专利文献3所述，已知在铝材表面的所需部位形成附加物质覆膜即喷涂覆膜，然后通过对喷涂覆膜照射脉冲激光而使覆膜熔融，形成喷涂覆膜与铝的合金化层或复合化层。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2001-164354号公报

专利文献2：日本特开2007-247043号公报

专利文献3：日本特开h09-170037号公报

技术实现要素：

发明所需解决的问题

作为使用喷涂法的涂布技术的问题之一，可列举出基材与喷涂覆膜的密合性。在专利文献2的方法中，用激光仅使喷涂覆膜的表层熔融、凝固，形成再结晶层，即使能够提高耐等离子体腐蚀性，也无法提高基材与喷涂覆膜的密合性。

另一方面，如专利文献3所示，根据得到基材与喷涂覆膜的合金化层的方法，虽然密合性提高，但为了形成较厚的合金化层，需要使激光的能量过剩，于是，覆膜中过量含有基材成分，产生得不到所需表面性能的问题。

因此，本发明鉴于现有技术的问题，目的在于提供一种表面改性部件的制造方法，该制造方法能够以减少基材成分的混入的状态获得对基材具有高密合性且厚膜化的改性层。

用于解决问题的方案

本发明的表面改性部件的制造方法特征在于，依次进行以下工序(a)和工序(b)，然后依次进行一次、或者依次重复进行多次工序(c)和工序(d)：

(a)：在包含金属、合金或金属陶瓷的基材上形成喷涂覆膜的工序，上述喷涂覆膜包含与基材不同的金属、合金或金属陶瓷材料；

(b)：对由上述工序(a)形成的喷涂覆膜的表面照射高能束，使厚度方向上的整个该喷涂覆膜和一部分上述基材熔融、凝固，形成致密化的改性层的工序；

(c)：在最新形成的改性层上形成喷涂覆膜的工序，上述喷涂覆膜包含与基材不同的金属、合金或金属陶瓷材料；

(d)：对由上述工序(c)形成的喷涂覆膜的表面照射高能束，使厚度方向上的整个该喷涂覆膜和一部分上述最新形成的改性层熔融、凝固，形成致密化的改性层的工序。

作为本发明的表面改性部件的制造方法的更详细的特征，可列举出以下(1)～(7)。

(1)由上述工序(a)形成的喷涂覆膜的热导率小于上述基材的热导率。

(2)由上述工序(c)形成的喷涂覆膜的热导率小于上述最新形成的改性层的热导率。

(3)由上述制造方法形成的至少一个喷涂覆膜的热导率为20w/(m·k)以下。

(4)由上述制造方法形成的至少一个喷涂覆膜的膜厚为50～300μm。

(5)由上述制造方法形成的至少一个喷涂覆膜包含与至少一个其他喷涂覆膜不同的材料。

(6)由上述制造方法形成的至少一个喷涂覆膜包含与至少一个其他喷涂覆膜相同的材料。

(7)上述高能束为激光，其能量密度为1.0×10²～1.0×10⁴j/cm²。

发明的效果

根据本发明，在照射高能束时，使最外层的喷涂覆膜与紧接其下的层同时熔融，因此可获得牢固密合的改性层。另外，由于照射高能束时，在第二次以后的工序中未将基材熔融，因此越向上层基材成分就越被稀释化。进而，可以形成较厚的这种改性层。

附图说明

图1是表示工序(a)和工序(b)的各阶段的工序图。

图2是表示第一次工序(c)和工序(d)的各阶段的工序图。

图3是表示第二次工序(c)和工序(d)的各阶段的工序图。

图4是第二次工序(d)完成后的表面改性部件的剖面示意图。

图5是第四次工序(d)完成后的表面改性部件的剖面示意图。

附图标记说明

1：表面改性部件

2：基材

3：被覆层

4：第一改性层

5：第二改性层

6：第三改性层

7：第四改性层

8：第五改性层

10：第一喷涂覆膜

11：第二喷涂覆膜

12：第三喷涂覆膜

20：表面改性部件

具体实施方式

以下，对本发明的表面改性部件的制造方法的一实施方式进行说明。图1～图3是表示下列实施方式的各阶段的工序图。图1～图3中的各工序分别从上到下依次进行。

首先，如图1所示，使用喷涂法在基材2上形成喷涂覆膜10(工序(a))。其次，对第一喷涂覆膜10的表面照射高能束。此时，使厚度方向上的整个第一喷涂覆膜10和一部分基材2熔融、凝固。由此，在基材2上形成致密化的第一改性层4(工序(b))。

接着，如图2所示，使用喷涂法在第一改性层4(最新形成的改性层)上形成第二喷涂覆膜11(工序(c))。其次，对第二喷涂覆膜11的表面照射高能束。此时，使厚度方向上的整个第二喷涂覆膜11和一部分第一改性层4熔融、凝固。由此在第一改性层4上形成新的第二改性层5(工序(d))。

接着，如图3所示，使用喷涂法在第二改性层5(最新形成的改性层)上形成第三喷涂覆膜12(工序(c))。其次，对第三喷涂覆膜12的表面照射高能束。此时，利用高能束使厚度方向上的整个第三喷涂覆膜12和一部分第二改性层5熔融、凝固。由此在第二改性层5上形成新的第三改性层6(工序(d))。

如图4所示，通过以上工序制成的表面改性部件1由基材2和被覆层3构成，该被覆层由被覆基材2的表面的多个改性层4、5、6构成。

基材2由金属、合金或金属陶瓷制成。金属、合金和金属陶瓷的种类没有特别限定，例如可列举出：选自ni、cr、co、cu、al、ta、y、w、nb、v、ti、b、si、mo、zr、fe、hf、la中的元素的单质金属、以及含有一种以上这些元素的合金，优选为不锈钢、或者选自al、cu、ni、cr、mo中的元素的单质金属或者含有一种以上这些元素的合金。另外，如后所述，基材2的材质优选根据形成于基材2上的第一喷涂覆膜10的热导率适当选择。应予说明，基材2不限于块材(bulkmaterial)本身，也可以是形成于块材上的覆膜。

第一～第三喷涂覆膜10、11、12由金属、合金或金属陶瓷制成。作为形成第一～第三喷涂覆膜10、11、12的方法，可列举出大气压等离子喷涂法(atmosphericpressureplasmasprayingmethod)、低压等离子喷涂法(lowpressureplasmasprayingmethod)、高速火焰喷涂法、气体火焰喷涂法、电弧喷涂法、爆发喷涂法等。其中，高速火焰喷涂法能够减少喷涂时的氧化反应，形成比较致密的喷涂覆膜，因此在后续工序中进行熔融时，能够获得特别优质的改性层。另一方面，在高速火焰喷涂法中，对于难以形成覆膜的材料、或者难以形成覆膜的基材，若使用大气压等离子喷涂法则成膜容易，熔融时也可获得足够优质的改性层。在其他喷涂方法中，也可通过调节成膜条件、后续工序中的熔融条件而获得优质的改性层。

第一～第三改性层4、5、6均通过向喷涂覆膜的表面照射高能束而形成。通过该处理，与未处理的喷涂覆膜相比，能够获得具有致密组织的改性层，可提高耐磨性、耐腐蚀性。

在工序(b)的高能束的照射中，不仅是第一喷涂覆膜10，基材的一部分也同时熔融、凝固，因此基材2与第一改性层4牢固地密合。

在第一次工序(d)的高能束的照射中，不仅是第二喷涂覆膜11，第一改性层4的一部分也同时熔融、凝固，因此第一改性层4与第二改性层5牢固地密合。

在第二次工序(d)的高能束的照射中，不仅是第三喷涂覆膜12，第二改性层5的一部分也同时熔融、凝固，因此第二改性层5与第三改性层6牢固地密合。

由以上可知，根据本实施方式，可获得从基材2到最上层的第三改性层6的各层分别牢固地密合的表面改性部件1。

另外，在工序(b)和工序(d)中，所照射的高能束未到达基材2，因此由多个改性层4、5、6构成的被覆层3中，基材2成分的含量随着从基材2侧向表面侧减少。

在本实施方式中，通过进一步重复工序(c)和工序(d)，可以进行致密化改性层的厚膜化。具体而言，工序(c)和工序(d)可重复进行3次以上、例如7～10次左右。应予说明，工序(c)和工序(d)也可以只有一次。

在本实施方式中，构成基材2的材料和构成第一～第三喷涂覆膜10、11、12的材料均为金属、合金或金属陶瓷，但构成基材2的材料与构成喷涂覆膜10、11、12的材料均不同。

构成第一～第三喷涂覆膜10、11、12的材料可以全部相同，也可以全部不同。另外，第一～第三喷涂覆膜中，可以仅使一部分材料不同而其他喷涂覆膜的材料相同。具体而言，可以(i)使第一和第二喷涂覆膜10、11的材料相同、仅有第三喷涂覆膜12的材料不同，也可以(ii)使第一和第三喷涂覆膜10、12的材料相同，仅有第二喷涂覆膜11的材料不同，还可以(iii)使第二和第三喷涂覆膜11、12的材料相同，仅有第一喷涂覆膜10的材料不同。

各喷涂覆膜采用不同材料的情况下，在基材上形成由牢固地密合的不同种类材料制成的改性层的叠层。另外，各喷涂覆膜采用相同材料的情况下，在基材上形成由某一种材料制成的厚膜化改性层。

无论各喷涂覆膜的材料不同还是相同，厚膜化改性层将基材被覆，并且形成来自基材的成分向最表面的混入减少的层结构，实际上成为很大的优点。由此，可以形成根据适用对象而变化丰富的覆膜。

在本实施方式中，示出了使用激光作为对各喷涂覆膜10、11、12照射的高能束之例，但也可以用电子束等代替激光。高能束的照射可以根据改性层4、5、6所要求的厚度、孔隙率(porosity)、基材成分的稀释率等适当调节条件而进行，例如若将能量密度设定为1.0×10²～1.0×10⁴j/cm²，则基材2、或者最新形成的第一改性层4、第二改性层5的熔融恰当地进行，容易得到层间密合性高的被覆层3，故优选。

作为本实施方式中可用的激光的种类，可列举出光纤激光、半导体激光、yag激光等。对于激光的振荡模式，可列举出连续振荡、脉冲振荡等，优选为能够更连续地向喷涂覆膜供给热量的连续振荡模式。

激光焦点处的光束形状可以适当地设定为矩形、圆形等。激光的扫描可以在将焦点固定的状态下直线扫描，也可以在将焦点描绘为圆或椭圆的状态下直线扫描。另外，可以扫描激光头侧，也可以扫描基材侧。除了这些条件之外，还可以根据照射激光的喷涂覆膜的热导率适当设定照射条件。

作为构成第一～第三喷涂覆膜10、11、12的金属和合金的具体例，可列举出选自ni、cr、co、cu、al、ta、y、w、nb、v、ti、b、si、mo、zr、fe、hf、la中的元素的单质金属、以及含有一种以上这些元素的合金，优选为含有选自ni、cr、co、al、y、mo中的一种以上元素的合金，或者为si。另外，作为金属陶瓷，可列举出将选自cr3c2、tac、wc、nbc、vc、tic、b4c、sic、crb2、wb、mob、zrb2、tib2、feb2、crn、cr2n、tan、nbn、vn、tin、bn中的一种以上陶瓷与选自ni、cr、co、cu、al、ta、y、w、nb、v、ti、b、si、mo、zr、fe、hf、la中的一种以上金属复合化的金属陶瓷。

对第一喷涂覆膜10的表面照射激光时，若第一喷涂覆膜10的热导率大于基材2的热导率，则热量容易从第一喷涂覆膜10扩散至基材2，因此为了使喷涂覆膜熔融而需要更大的能量，基材2的熔融常常会比预想过度熔融。为了防止此情况，第一喷涂覆膜10的热导率优选小于基材2的热导率。若喷涂覆膜的热导率小于基材的热导率，则向基材的热扩散受抑制，喷涂覆膜易熔融并且基材不会过度熔融。

同样地，对第二喷涂覆膜11的表面照射激光时，若第二喷涂覆膜11的热导率大于第一改性层4的热导率，则热量容易从第二喷涂覆膜11扩散至第一改性层4，因此为了使喷涂覆膜而需要更大的能量，第一改性层4常常会比预想过度熔融。另外，对第三喷涂覆膜12的表面照射激光时，若第三喷涂覆膜12的热导率大于第二改性层5的热导率，则热量容易从第三喷涂覆膜12扩散至第二改性层5，因此为了使喷涂覆膜熔融而需要更大的能量，第二改性层5常常会比预想过度熔融。为了防止此情况，第二喷涂覆膜11的热导率优选小于第一改性层4的热导率，第三喷涂覆膜12的热导率优选小于第二改性层5的热导率。若喷涂覆膜的热导率小于最新形成的改性层的热导率，则向改性层的热扩散受抑制，喷涂覆膜易熔融并且改性层不会过度熔融。

第一～第三喷涂覆膜10、11、12的热导率分别优选为20w/(m·k)以下，更优选为15w/(m·k)以下，进一步优选为10w/(m·k)以下。

热导率(w/(m·k))可以采用依照日本工业标准jish7801:2005“金属的激光闪光法(laserflashmethod)的热扩散率测定方法”的方法测定出热扩散率(m²/s)，根据下式计算。

热导率k(w/(m·k))＝热扩散率a(m²/s)×比热c(j/(k·kg))×密度ρ(kg/m³)

喷涂覆膜的热导率根据喷涂条件、喷涂材料所固有的热导率的组合等而适宜设定。金属或合金所固有的热导率只要参考金属数据书(metaldatabook)改订3版(社团法人日本金属学会編)等即可。

第一～第三喷涂覆膜10、11、12的膜厚例如可形成为10～500μm，优选为50～300μm。通过将第一～第三喷涂覆膜10、11、12的膜厚设为50～300μm，基材2、或者最新形成的第一改性层4、第二改性层5的熔融恰当进行，易获得层间密合性高的被覆层3。

第一～第三喷涂覆膜10、11、12在熔融、凝固时略微收缩，但膜厚无太大变化，因此第一～第三改性层4、5、6的膜厚与第一～第三喷涂覆膜10、11、12的膜厚大致相同。

根据本实施方式，第一～第三改性层4、5、6的孔隙率可为3％以下，优选为1％以下。由此，耐磨性、耐腐蚀性等物理、化学特性提高。孔隙率可以通过用扫描电子显微镜(sem)观察喷涂覆膜的剖面，对剖面照片进行二值化(binarization)处理，将覆膜内部的黑色区域视为孔隙部分，计算出所有该黑色区域所占面积的比例而进行测定。

根据本实施方式，可以通过一次激光照射而将基材成分稀释为例如10～50％。假如由一次激光照射将基材成分稀释30％，则理论上第一改性层4的基材成分的含量为30％，第二改性层5的基材成分的含量为9％，第三改性层6的基材成分的含量为2.7％。然后，通过重复该操作，基材成分进一步成倍地稀释，因此可获得层数越增加基材成分的含量就越低的表面改性层。最上层改性层的基材成分含量优选为小于10％，更优选为小于5％，进一步优选为小于1％。若基材成分的含量小于1％，则可视为与对完全不含基材成分的喷涂覆膜照射高能束所得的改性层大致相同。

如此，在基材2上得到致密化的第一～第三改性层4、5、6。若需更加确保厚度，只要重复进行喷涂覆膜的形成和对喷涂覆膜表面的高能束照射即可。若对图4所示的表面改性部件1进一步将工序(c)和工序(d)重复进行两次，则可获得如图5所示的具有基材2、以及由形成于基材2上的第一～第五改性层4、5、6、7、8构成的被覆层3的表面改性部件20。也就是说，在基材上形成n层改性层的情况下，只要在进行工序(a)和工序(b)后再依次重复进行(n-1)次(n>1、n为整数)工序(c)和工序(d)即可。

根据本实施方式，由形成于基材上的多个改性层构成的被覆层的厚度合计可为3.0mm以上。

本实施方式的表面改性部件的制造方法可以包含上述(a)～(d)工序以外的其他工序。例如，在上述(d)工序之后，可以对最表面进行研磨处理等后处理。另外，在形成喷涂覆膜之际或之前，可以根据需要包含将基材、改性层预热的工序。

实施例

以下，对适用本发明的实施例及其比较例进行说明。

实施例1

准备100mm见方×10mm的不锈钢(sus304)块材作为基材、co合金(stelliteno.21)粉末作为喷涂材料，通过高速火焰喷涂法在基材上以膜厚150μm形成第一层喷涂覆膜。其次，对第一层喷涂覆膜以能量密度3000j/cm²照射连续振荡激光(cw)，使整个第一层喷涂覆膜和一部分基材熔融、冷却凝固。由此，得到致密化的第一层改性层。接着，对于第一层改性层，将与第一层相同的co合金(stelliteno.21)粉末作为喷涂材料，通过高速火焰喷涂法，以膜厚150μm在基材上方形成第二层喷涂覆膜。其次，对第二层喷涂覆膜以能量密度3000j/cm²照射连续振荡激光(cw)，使整个第二层喷涂覆膜和一部分第一层改性层熔融、冷却凝固。由此，得到致密化的第二层改性层。接着，对于第二层改性层，将与第一层相同的co合金(stelliteno.21)粉末作为喷涂材料，通过高速火焰喷涂法，以膜厚150μm在第二层改性层上形成第三层喷涂覆膜。其次，对第三层喷涂覆膜以能量密度3000j/cm²照射连续振荡激光(cw)，使整个第三层喷涂覆膜和一部分第二层改性层熔融、冷却凝固。由此，得到致密化的第三层改性层。重复以上操作，制成实施例1的表面改性部件。

实施例2

除了将连续振荡激光(cw)的能量密度设为1000j/cm²、以及将各喷涂覆膜的膜厚设为50μm以外，通过与实施例1同样的方法，制成实施例2的表面改性部件。

实施例3

除了将连续振荡激光(cw)的能量密度设为6000j/cm²、以及将各喷涂覆膜的膜厚设为300μm以外，通过与实施例1同样的方法，制成实施例3的表面改性部件。

实施例4

除了将连续振荡激光(cw)的能量密度设为200j/cm²、以及将各喷涂覆膜的膜厚设为10μm以外，通过与实施例1同样的方法，制成实施例4的表面改性部件。

比较例1

准备100mm见方×10mm的不锈钢(sus304)块材作为基材、co合金(stelliteno.21)粉末作为喷涂材料，通过高速火焰喷涂法，在基材上以膜厚5μm形成喷涂覆膜。其次，对喷涂覆膜以能量密度100j/cm²照射连续振荡激光(cw)，结果喷涂覆膜熔融，但基材不会熔融，熔融时喷涂覆膜凝聚，基材表面露出。

实施例5

除了将连续振荡激光(cw)的能量密度设为9000j/cm²、以及将各喷涂覆膜的膜厚设为450μm以外，通过与实施例1同样的方法，制成实施例5的表面改性部件。

比较例2

准备100mm见方×10mm的不锈钢(sus304)块材作为基材、co合金(stelliteno.21)粉末作为喷涂材料，通过高速火焰喷涂法，在基材上以膜厚600μm形成喷涂覆膜。其次，对喷涂覆膜以能量密度12000j/cm²照射连续振荡激光(cw)，结果虽然喷涂覆膜能够熔融，但在喷涂覆膜的表面产生大量气孔(blowhole)，基材露出。

实施例6

除了将连续振荡激光(cw)的能量密度设为12000j/cm²、以及将各喷涂覆膜的膜厚设为450μm以外，通过与实施例1同样的方法，制成实施例6的表面改性部件。

实施例7

除了控制形成喷涂覆膜时的喷涂条件(具体而言，喷涂距离和燃烧火焰的温度)形成热导率不同的喷涂覆膜以外，通过与实施例1同样的方法，制成实施例7的表面改性部件。

实施例8

除了基材使用ni合金(hastelloyc276)以外，通过与实施例1同样的方法，制成实施例8的表面改性部件。

比较例3

准备100mm见方×10mm的ni合金(hastelloyc276)块材作为基材、co合金(stelliteno.21)粉末作为喷涂材料，通过高速火焰喷涂法，在基材上以膜厚150μm形成喷涂覆膜。接着，对喷涂覆膜以能量密度3000j/cm²照射连续振荡激光(cw)，结果虽然喷涂覆膜能够熔融，但对基材发生热扩散，无法使基材熔融，熔融的喷涂覆膜凝聚，一部分基材露出。

实施例9

除了使用ni合金(nicraly)粉末作为用于形成第三层喷涂覆膜的喷涂材料以外，通过与实施例1同样的方法，制成实施例9的表面改性部件。

实施例10

除了使用ni合金(nicraly)粉末作为用于形成第二层喷涂覆膜的喷涂材料以外，通过与实施例1同样的方法，制成实施例10的表面改性部件。

实施例11

除了使用ni合金(nicraly)粉末作为用于形成第一层喷涂覆膜的喷涂材料以外，通过与实施例1同样的方法，制成实施例11的表面改性部件。

实施例12

准备100mm见方×10mm的al块材作为基材、si粉末作为喷涂材料，通过大气压等离子喷涂法，在基材上以膜厚100μm形成第一层喷涂覆膜。其次，对第一层喷涂覆膜以能量密度2000j/cm²照射连续振荡激光(cw)，使整个第一层喷涂覆膜和一部分基材熔融、冷却凝固。由此，得到致密化的第一层改性层。接着，对于第一层改性层，将与第一层相同的si粉末作为喷涂材料，通过大气压等离子喷涂法，在基材上方以膜厚100μm形成第二层喷涂覆膜。其次，对第二层喷涂覆膜以能量密度2000j/cm²照射连续振荡激光(cw)，使整个第二层喷涂覆膜和一部分第一层改性层熔融、冷却凝固。由此，得到致密化的第二层改性层。接着，对于第二层改性层，将与第一层相同的si粉末作为喷涂材料，通过大气压等离子喷涂法，以膜厚100μm在第二层改性层上形成第三层喷涂覆膜。其次，对第三层喷涂覆膜以能量密度2000j/cm²照射连续振荡激光(cw)，使整个第三层喷涂覆膜和一部分第二层改性层熔融、冷却凝固。由此，得到致密化的第三层改性层。重复以上操作，制成实施例12的表面改性部件。

实施例13

除了使用ni合金(hastelloyc276)作为基材以外，通过与实施例12同样的方法，制成实施例13的表面改性部件。

实施例14

准备100mm见方×10mm的cu块材作为基材、ni合金(nicraly)粉末作为喷涂材料，通过大气压等离子喷涂法，在基材上以膜厚100μm形成第一层喷涂覆膜。其次，对第一层喷涂覆膜以能量密度2500j/cm²照射连续振荡激光(cw)，使整个第一层喷涂覆膜和一部分基材熔融、冷却凝固。由此，得到致密化的第一层改性层。接着，对于第一层改性层，将ni合金(nicraly)粉末作为喷涂材料，通过大气压等离子喷涂法，在基材上方以膜厚100μm形成第二层喷涂覆膜。其次，对第二层喷涂覆膜以能量密度2500j/cm²照射连续振荡激光(cw)，使整个第二层喷涂覆膜和一部分第一层改性层熔融、冷却凝固。由此，得到致密化的第二层改性层。接着，对于第二层改性层，将ni合金(nicraly)粉末作为喷涂材料，通过大气压等离子喷涂法，在第二层改性层上以膜厚100μm形成第三层喷涂覆膜。其次，对第三层喷涂覆膜以能量密度2500j/cm²照射连续振荡激光(cw)，使整个第三层喷涂覆膜和一部分第二层改性层熔融、冷却凝固。由此，得到致密化的第三层改性层。重复以上操作，制成实施例14的表面改性部件。

实施例15

准备100mm见方×10mm的不锈钢(sus304)作为基材、cr3c2金属陶瓷(cr3c2-nicr)粉末作为喷涂材料，通过高速火焰喷涂法，在基材上以膜厚100μm形成第一层喷涂覆膜。其次，对第一层喷涂覆膜以能量密度1500j/cm²照射连续振荡激光(cw)，使整个第一层喷涂覆膜和一部分基材熔融、冷却凝固。由此，得到致密化的第一层改性层。接着，对于第一层改性层，将cr3c2金属陶瓷(cr3c2-nicr)粉末作为喷涂材料，通过高速火焰喷涂法，在基材上方以膜厚100μm形成第二层喷涂覆膜。其次，对第二层喷涂覆膜以能量密度1500j/cm²照射连续振荡激光(cw)，使整个第二层喷涂覆膜和一部分第一层改性层熔融、冷却凝固。由此，得到致密化的第二层改性层。接着，对于第二层改性层，将cr3c2金属陶瓷(cr3c2-nicr)粉末作为喷涂材料，通过高速火焰喷涂法，在第二层改性层上以膜厚100μm形成第三层喷涂覆膜。其次，对第三层喷涂覆膜以能量密度1500j/cm²照射连续振荡激光(cw)，使整个第三层喷涂覆膜和一部分第二层改性层熔融、冷却凝固。由此，得到致密化的第三层改性层。重复以上操作，制成实施例15的表面改性部件。

如上所述，完成了实施例1～15和比较例1～3的各部件。表1是对实施例1～15和比较例1～3的各部件的评价结果进行总结的表。在第一层喷涂覆膜成膜时，目视观察该膜的表面状态。另外，进行第二层以后的施工，目视观察10层以上层叠后的表面状态。应予说明，表1中记载的喷涂覆膜和改性层的热导率是通过准备在相同的材料和喷涂条件下制成的喷涂覆膜、进而对该喷涂覆膜进行激光照射而制成的另一试样，分别用激光闪光法测定热扩散率，计算出的值。另外，对于基材成分的含量，在相同条件下准备形成了至第三层为止的改性层的另一试样，使用sem的eds(能量色散x射线分析仪)对其剖面进行元素分析，示出测定结果。在基材为合金、金属陶瓷的情况下，着眼于某特定的元素，由该元素量的变化量计算出基材成分的含量。

从以上结果可知，在实施例1～3、7～15中，可获得由多个改性层的叠层构成的良好的被覆层，层叠3层之后基材成分的含量小于5％。据此，层叠10层以上之后表面状态也良好。

在实施例4中，可以获得由多个改性层的叠层构成的良好的被覆层，层叠3层之后基材成分的含量为5％以上、小于20％。应予说明，在实施例4中，通过进一步多层化为4层以上，能够使基材成分的含量降低至小于5％。另外，根据实施例4，层叠10层以上之后表面状态也良好。

在实施例5中，可以获得由多个改性层的叠层构成的被覆层，层叠3层之后基材成分的含量小于5％。但是，在第一层激光加工后，可见若干处气孔的产生。另外，进行10层以上的多层化后，结果由于第一层喷涂覆膜中形成的气孔的影响，表面出现较大气孔。

在实施例6中，可以获得由多个改性层的叠层构成的被覆层，但是层叠3层之后基材成分的含量为20％以上。另外，在第一层改性层中，可见若干处气孔的产生。而且，进行10层以上的多层化后，结果由于第一层喷涂覆膜中形成的气孔的影响，表面出现较大气孔。

在比较例1～3中，如前所述，由于形成第一层改性层时基材表面露出，因此第二层以后未形成喷涂覆膜。

-产业上的可利用性-

本发明可在汽车产业、半导体产业、铁钢产业、航空航天产业、能源产业等多种产业领域中有效利用。