原標(biāo)題：冠軍機(jī)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(dòng)機(jī)上，能否“扛住”800攝氏度的高溫？當(dāng)氣門材料的密度，被“壓縮”到比常用鈦合金還輕時(shí)，會(huì)給賽車帶來什么變化？

3月底，世界超級(jí)摩托車錦標(biāo)賽（WSBK）葡萄牙站中量級(jí)組別賽場上，成立僅兩年的中國品牌張雪機(jī)車奪冠，打破了國外品牌對(duì)該組別長達(dá)數(shù)十年的壟斷。領(lǐng)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(shí)驗(yàn)室（先進(jìn)制造科學(xué)與技術(shù)廣東省實(shí)驗(yàn)室）研發(fā)團(tuán)隊(duì)二十年磨一劍，為冠軍機(jī)車鍛造出頂尖氣門。

“對(duì)摩托車來說，發(fā)動(dòng)機(jī)是‘心臟’，氣門是‘呼吸系統(tǒng)’，進(jìn)氣門控制空氣進(jìn)入氣缸，排氣門排出燃燒后的廢氣，一進(jìn)一出決定了發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出?！睂?shí)驗(yàn)室材料科學(xué)與技術(shù)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(jìn)季華實(shí)驗(yàn)室中試車間，高端數(shù)控機(jī)床低聲悶響，傳送帶穩(wěn)穩(wěn)滑動(dòng)、機(jī)械手靈活運(yùn)轉(zhuǎn)。工作臺(tái)上，兩根吸管形狀、底下帶個(gè)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(xué)院金屬研究所時(shí)，發(fā)現(xiàn)鈦鋁合金科研潛力大，陸續(xù)出了不少原創(chuàng)性成果。”研發(fā)團(tuán)隊(duì)學(xué)科帶頭人劉奎說。

2021年5月，研發(fā)團(tuán)隊(duì)來到季華實(shí)驗(yàn)室，依靠當(dāng)?shù)氐闹圃鞓I(yè)優(yōu)勢和產(chǎn)業(yè)鏈配套，開始探索產(chǎn)業(yè)化之路。后來，研發(fā)團(tuán)隊(duì)和張雪機(jī)車接觸，發(fā)現(xiàn)了合作契機(jī)?！皬堁C(jī)車在研制高轉(zhuǎn)速大排量發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，傳統(tǒng)材料重，轉(zhuǎn)速上不去；鈦合金降低了密度，但不耐高溫。當(dāng)時(shí)，我們也在找新材料的應(yīng)用場景，合作一拍即合。”

經(jīng)過一年，研發(fā)團(tuán)隊(duì)成功攻克了細(xì)桿鈦鋁合金氣門穩(wěn)定成型工藝。換上新氣門的發(fā)動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)速可以穩(wěn)定達(dá)到1.4萬轉(zhuǎn)/分鐘，相比傳統(tǒng)材質(zhì)每分鐘至少提升1000轉(zhuǎn)，帶來更優(yōu)化的進(jìn)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(jī)車需要三缸機(jī)、四缸機(jī)里的細(xì)桿徑氣門，“比起單缸機(jī)，直徑雖然只小了1—2毫米，但對(duì)金屬間化合物來說，越細(xì)越容易開裂，產(chǎn)業(yè)化難度提升了幾個(gè)數(shù)量級(jí)?！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(tuán)隊(duì)一步步摸索、改進(jìn)，最終實(shí)現(xiàn)了細(xì)桿鈦鋁合金氣門的可控制造。

奪冠后的張雪機(jī)車，又向?qū)嶒?yàn)室下了批量化的氣門訂單。“新產(chǎn)品要量產(chǎn)供應(yīng)民用市場，成本至關(guān)重要。我們已經(jīng)孵化了新材料有限公司，不斷改進(jìn)工藝，讓氣門生產(chǎn)的品質(zhì)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(dòng)機(jī)葉片等領(lǐng)域?！崩钚”f。

作為首批建設(shè)的廣東省實(shí)驗(yàn)室之一，季華實(shí)驗(yàn)室累計(jì)申請發(fā)明專利達(dá)3026件，孵化企業(yè)25家，其中國家級(jí)專精特新“小巨人”企業(yè)3家，相關(guān)企業(yè)產(chǎn)業(yè)規(guī)模超50億元，探索構(gòu)建產(chǎn)學(xué)研用全鏈條創(chuàng)新生態(tài)。

（馮媛參與采寫）