原標題：冠軍機車的頂尖氣門，是如何煉成的？

一顆直徑僅4毫米的氣門，裝到摩托車發(fā)動機上，能否“扛住”800攝氏度的高溫？當氣門材料的密度，被“壓縮”到比常用鈦合金還輕時，會給賽車帶來什么變化？

3月底，世界超級摩托車錦標賽（WSBK）葡萄牙站中量級組別賽場上，成立僅兩年的中國品牌張雪機車奪冠，打破了國外品牌對該組別長達數十年的壟斷。領先近4秒沖線的那一刻，這些問題，有了具象的答案。

廣東佛山，季華實驗室（先進制造科學與技術廣東省實驗室）研發(fā)團隊二十年磨一劍，為冠軍機車鍛造出頂尖氣門。

“對摩托車來說，發(fā)動機是‘心臟’，氣門是‘呼吸系統(tǒng)’，進氣門控制空氣進入氣缸，排氣門排出燃燒后的廢氣，一進一出決定了發(fā)動機的動力輸出。”實驗室材料科學與技術研究部主任李小兵介紹，“排氣門在高溫下的工作性能，往往影響比賽成績”。

走進季華實驗室中試車間，高端數控機床低聲悶響，傳送帶穩(wěn)穩(wěn)滑動、機械手靈活運轉。工作臺上，兩根吸管形狀、底下帶個喇叭口的金屬件，便是自主研發(fā)的鈦鋁合金氣門?！?000年，我們在中國科學院金屬研究所時，發(fā)現鈦鋁合金科研潛力大，陸續(xù)出了不少原創(chuàng)性成果?！毖邪l(fā)團隊學科帶頭人劉奎說。

2021年5月，研發(fā)團隊來到季華實驗室，依靠當地的制造業(yè)優(yōu)勢和產業(yè)鏈配套，開始探索產業(yè)化之路。后來，研發(fā)團隊和張雪機車接觸，發(fā)現了合作契機。“張雪機車在研制高轉速大排量發(fā)動機時，傳統(tǒng)材料重，轉速上不去；鈦合金降低了密度，但不耐高溫。當時，我們也在找新材料的應用場景，合作一拍即合?！?/p>

經過一年，研發(fā)團隊成功攻克了細桿鈦鋁合金氣門穩(wěn)定成型工藝。換上新氣門的發(fā)動機，轉速可以穩(wěn)定達到1.4萬轉/分鐘，相比傳統(tǒng)材質每分鐘至少提升1000轉，帶來更優(yōu)化的進排氣效率。并且新材料可耐800攝氏度以上高溫，性能更加穩(wěn)定。

張雪機車需要三缸機、四缸機里的細桿徑氣門，“比起單缸機，直徑雖然只小了1—2毫米，但對金屬間化合物來說，越細越容易開裂，產業(yè)化難度提升了幾個數量級?！崩钚”f。走熱軋路線，但“一做就裂”；國際通行的“包套擠壓”成本高，很難推向市場；嘗試熱擠壓工藝，一直沒有突破……從模具、潤滑劑、加熱溫度到退火工藝，研發(fā)團隊一步步摸索、改進，最終實現了細桿鈦鋁合金氣門的可控制造。

奪冠后的張雪機車，又向實驗室下了批量化的氣門訂單?！靶庐a品要量產供應民用市場，成本至關重要。我們已經孵化了新材料有限公司，不斷改進工藝，讓氣門生產的品質更穩(wěn)定、良品率更高。未來新材料還有望拓展到剎車盤、航空發(fā)動機葉片等領域。”李小兵說。

作為首批建設的廣東省實驗室之一，季華實驗室累計申請發(fā)明專利達3026件，孵化企業(yè)25家，其中國家級專精特新“小巨人”企業(yè)3家，相關企業(yè)產業(yè)規(guī)模超50億元，探索構建產學研用全鏈條創(chuàng)新生態(tài)。

（馮媛參與采寫）