提高汽车制动毂的制动性能和使用寿命,使其满足汽车高速运行时的要求,具有重要的理论意义和实用价值。生物体为了适应环境和满足生存的需要,总是选择与环境具有最大适应性的体表耦合形态、表层结构和成分组成,使生物体具有特殊的性能和功能,这是自然生物体表多种因素一致联合,耦合作用的结果。本论文根据生物耦合这一理论,采用激光加工的方法,把材料的表面形态、激光加工形成的非光滑单元体与表层连结结构以及具有不同性能的单元体组织通过合理镶嵌和分布等有机地耦合起来,在材料表面形成类似生物体表的非光滑形态,通过这种仿生制造技术,形成耐磨性优良、材料和制造成本低廉的新型仿生耦合材料。结果表明,仿生非光滑单元体的组织结构由熔凝区(莱氏体型组织+亚稳相)和相变区组成(马氏体+未熔石墨)。从表面上看单元体是凸出于表面呈堤坝、桩钉和网格形的形状,从剖面上看它们是以深U型或浅U型镶嵌在表层的组织里,可通过它们的耦合来模仿不同的生物体表形态。常温下,激光处理仿生耦合铸铁材料耐磨性和摩擦系数比同种光滑表面材料大为提高。磨损机制为由凸起的仿生非光滑单元体组成摩擦表面先磨损,磨平后仿生非光滑单元体和母体一起磨损,由于母体硬度和强度都低于仿生非光滑单元体,母体磨损较快仿生非光滑单元体裸露出来,又形成由仿生非光滑单元体组成摩擦表面磨损,磨损不断进行,这一过程不断重复。高温下,仿生耦合铸铁材料试样较光滑表面试样有优良的耐磨性和较高的摩擦系数。随温度升高耐磨性、摩擦系数下降,温度低时波动较小,温度高时波动加大,存在耐磨性和摩擦系数突变温度。根据激光加工的特点和仿生耦合处理的需要,设计完成了2+2维激光仿生耦合制备系统的数控工作台,它能较好地完成零件的激光仿生耦合制备工作。具有加工精度高、编程速度快、方便灵活等优点。首次将激光仿生耦合处理应用在制动毂上,经实际应用取得优异的效果,相比普通制动毂寿命提高50%以上。