The invention relates to a cast iron brake hub using a laser technology to prepare a combined coupled biomimetic inner surface. The inner surface of the brake hub is prepared with a cross striped bionic unit and a tightly fitted, inclined or reticulate bionic cell body. The transverse striped bionic unit is circular and parallel to the brake hub surface, stripe like or reticular bionic unit. The body is a group of complex strip laser stripe, which is parallel to each other and is filled with the inner surface of the brake hub. The invention can significantly improve the wear resistance of the brake hub and reduce the thermal fatigue crack growth, and reduce the surface roughness and reduce the single laser bionics by machining the tightly fitted laser bionic unit on the inner wall of the brake hub. The cutting effect of the unit body on the friction disc reduces the attrition of the friction disc. At the same time, the ring shaped cross stripe biomimetic element can prevent the thermal fatigue crack from expanding along the direction of the diagonal stripe element without increasing the loss of the friction plate.
【技术实现步骤摘要】
采用激光技术制备组合式耦合仿生内表面的铸铁制动毂
本专利技术属于铸铁制动毂
,涉及一种对摩擦片损耗影响较小的采用激光技术制备组合式耦合仿生内表面的铸铁制动毂。
技术介绍
铸铁具有一定的强度和良好的摩擦学特性,且铸造性能较好,尤其是材料和制造成本低廉,因此长期以来一直为制动鼓所用。近年来,随着路面质量和车辆技术的发展,卡车的平均时速越来越高,在山区等复杂路面中运行时,由于制动力矩大,制动频繁,制动鼓负荷更大,经常提早失效,给卡车的安全行驶造成了极大危害。仿生学是研究生物系统的结构、形状、原理、行为、以及相互作用,从而为工程技术提供新的设计思想、工作原理和系统构成的技术科学。仿生耦合的定义是将两种或两种以上仿生体系耦合,构建成以低能量获取最大环境适应性为特征的人工技术集成体系。激光具有高亮度、高方向性、高单色性和高相干性等优良特性,常用的激光表面强化技术主要包括激光相变硬化、激光熔凝、激光合金化和激光熔敷。激光熔凝是采用近于聚焦的激光束照射材料使其表层熔化,依靠基体自身冷却快速凝固,熔凝层形成的组织非常细密,可以增强材料表层的耐磨性和耐蚀性。激光熔敷是在材料表面添加预敷层,通过激光束照射使预敷层全部熔化,基材微熔,结合处被熔化的基材稀释,达到增强材料耐磨耐蚀性,或通过预敷层材料的添加使基材表面获得特殊性能的目的。出于经济实用的考虑,铸铁制动毂可采用激光熔凝的方式进行强化,在制动毂内表面形成具有一定形状的激光条纹,使得制动毂的抗磨损性能和抗热疲劳性能得到大大增加。然而,由于激光熔凝处理形成的激光条纹,其硬度较大,且表面粗糙不平,在有效增加制动毂使用寿命的同 ...
【技术保护点】
一种采用激光技术制备组合式耦合仿生内表面的铸铁制动毂,其内表面制备有横条纹仿生单元体和斜条纹仿生单元体,横条纹仿生单元体呈圆环形,且横条纹仿生单元体与制动毂底面平行;其特征在于所述斜条纹仿生单元体以2‑4条为一组,相互平行,相邻斜条纹仿生单元体部分重熔,设相邻两条斜条纹仿生单元体的中心距为a,a≥80%×w×csc45°,其中w为斜条纹仿生单元体的宽度;两种仿生单元体深度h在0.8‑1.2mm之间,单条宽度w在1.0‑1.5mm之间,仿生单元体表面最低点与制动毂母材面的高度差为t1,‑0.15mm≤t1≤‑0.05mm,最高点与制动毂母材面的高度差为t2,+0.1mm≤t2≤+0.2mm。
【技术特征摘要】
1.一种采用激光技术制备组合式耦合仿生内表面的铸铁制动毂,其内表面制备有横条纹仿生单元体和斜条纹仿生单元体,横条纹仿生单元体呈圆环形,且横条纹仿生单元体与制动毂底面平行;其特征在于所述斜条纹仿生单元体以2-4条为一组,相互平行,相邻斜条纹仿生单元体部分重熔,设相邻两条斜条纹仿生单元体的中心距为a,a≥80%×w×csc45°,其中w为斜条纹仿生单元体的宽度;两种仿生单元体深度h在0.8-1.2mm之间,单条宽度w在1.0-1.5mm之间,仿生单元体表面最低点与制动毂母材面的高度差为t1,-0.15mm≤t1≤-0.05mm,最高点与制动毂母材面的高度差为t2,+0.1mm≤t2≤+0.2mm。2.根据权利要求1所述的采用激光技术制备组合式耦合仿生内表面的铸铁制动毂,其特征在于所述斜条纹仿生单元体在制动毂纵截面上的投影与制动毂底面呈45°角,每组中相邻斜条纹仿生单元体中线的弧线距离a在1.2-1.8mm之间。3.根据权利要求2所述的采用激光技术制备组合式耦合仿生内表面的铸铁制动毂,其特征在于所述横条纹仿生单元体从所述制动毂内壁上部开始,每两条横条纹仿生单元体之间相距为50mm。4.根据权利要求3所述的采用激光技术制备组合式耦合仿生内表面的铸铁制动毂,其特征在于相邻两组斜条纹仿生单元体之间的弧线距离L在50-100mm之间。5.一种采用激光技术制备组合式耦合仿生内表面的铸铁制动毂,其特...
【专利技术属性】
技术研发人员:周宏,薄海峰,周倜,于大惠,卢海秋,李慧,张凯讯,
申请(专利权)人:吉林大学,
类型:发明
国别省市:吉林,22
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