科创中国

行业领域

高新技术改造传统产业,先进制造技术

需求背景

特种钢铸造是一种重要的制造工艺，用于生产各种对材料性能、结构和工作环境要求较高的零部件。然而，特种钢铸造过程中常常会面临一些挑战，如热应力、凝固收缩、热裂纹等问题。

 传统的特种钢铸造过程中，凝固时间较长，需要大量时间来完成铸件的凝固和冷却。而快速定型冷却装置可以显著缩短凝固时间，提高生产效率；凝固收缩引起的应力是导致铸件凝固缺陷的主要原因之一。通过快速定型冷却装置，可以减小凝固时间，减少收缩应力，从而降低凝固缺陷的发生率。 

 为了解决特种钢铸造中的凝固收缩问题，提高生产效率，降低凝固缺陷，改善材料性能，并节约能源和材料消耗，有助于推动特种钢铸造技术的发展和应用。

需解决的主要技术难题

（1）设备设计：快速定型冷却装置需要满足特种钢铸造的特殊要求，如高温、高压、高密度等。因此，装置的设计需要考虑到对材料的适应性、耐热性和耐腐蚀性等方面的要求。 

（2）冷却介质选择：选择合适的冷却介质对于快速定型冷却装置至关重要。冷却介质应具有良好的热传导性能、稳定的工作温度范围，以及对特种钢材料无不良影响的特性。 

（3）冷却速度控制：快速定型冷却装置需要能够精确控制铸件的冷却速度，以避免过快或过慢的凝固过程。控制冷却速度需要考虑到铸件的尺寸、形状和材料特性等因素。

（4）温度梯度控制：特种钢铸件的凝固过程中需要保持适当的温度梯度，以促进均匀的凝固和晶粒细化。因此，快速定型冷却装置需要能够有效控制温度梯度的分布。

（5）在快速凝固过程中，特种钢铸件会产生较大的热应力，可能导致裂纹和变形等问题。因此，快速定型冷却装置需要采取措施来管理和减小热应力的影响。

期望实现的主要技术目标

（1）要求使用的特种钢是一种合金钢，性能较传统钢材较好； 

（2）该冷却装置改善了常见的冷却装置容易造成应力变形，产生裂纹的缺点； 

（3）该冷却装置耗水量小并且可以对水资源进行回收利用；

（4）进水温度：50℃，出水温度30℃；出力：400m³/h；噪声指标：60分贝。

需求解析

解析单位：“科创中国”技术交易专业科技服务团（上海）（上海技术交易所有限公司） 解析时间：2023-09-25

范起皓

上海全国高校技术市场

技术经理人

综合评价

此需求的内容清晰，实现难度较低，可根据行业现有情况进行优化研究，对于行业在该领域的发展具有一定意义。 特种钢铸造用快速定型冷却装置主要应用于以下领域： （1） 能源行业：快速定型冷却装置可以在特种钢铸件的铸造过程中，实现快速凝固和均匀冷却，提高材料的强度、耐热性和耐腐蚀性，从而提高能源设备的性能和可靠性。 （2） 航空航天工业：快速定型冷却装置可以在航空发动机、航天器结构等领域中应用，提高特种钢铸件的冷却速度和凝固过程的控制性，提高材料的性能和可靠性。 （3） 汽车工业：快速定型冷却装置可以提高特种钢铸件的冷却速度和凝固过程的均匀性，改善材料的强度和耐磨性，提高汽车的性能和安全性。 （4） 工程机械：可以提高特种钢铸件的凝固速度和冷却效果，改善材料的硬度、强度和耐磨性，提高工程机械的使用寿命和工作效率。

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