张雪夺冠背后：季华实验室助力摩托车领跑世界顶级赛道的“气门”

2026年3月29日，葡萄牙阿尔加维赛道，方格旗挥动。

中国张雪机车厂队车手Valentin Debise驾驶ZXMOTO 820RR-RS赛车率先冲线。两轮正赛，两个第一。这是中国摩托车品牌首次站上世界超级摩托车锦标赛（WSBK）中量级组别的最高领奖台。

万里之外的佛山，季华实验室。消息传来时，季华实验室研究员、广东季华钧泰新材料有限公司董事长刘奎正在实验室里忙碌着。

“非常非常欣慰。”这位年长的科学家说，从2000年初第一次接触钛铝气门，到2026年亲眼见证自己的材料助力中国摩托车品牌登上世界之巅，这条路他走了二十多年。

夺冠当天中午，报喜的电话也打到了季华实验室材料科学与技术研究部主任李小兵那里：“当时挺兴奋的，我们知道气门很关键。”

这场胜利背后，是一个关于坚持、突破与“中国智造”的故事。故事的起点，不在赛道上，而在实验室里；故事的主角，除了车手和赛车，还有一颗只有几毫米粗的气门。

三十年磨一剑

气门，发动机的“呼吸阀门”。进气门控制空气进入气缸，排气门排出燃烧后的废气。开合之间，响应速度、密封性能与运转精度，直接决定发动机的动力输出。

在WSBK这样的顶级赛事中，发动机需长时间维持在每分钟上万转的超高转速，排气门工作温度超过800℃。普通气门在此类极端工况下，极易出现动力疲软、高转乏力，甚至烧蚀变形。气门的性能，往往直接影响比赛胜负。

张雪机车在发展高转速摩托车时，就遇到了这个瓶颈。

“当时他们要做到上万转，排气门温度能达到800度。”李小兵说。常规钢铁材料不行，只能用镍基高温合金，但镍基合金密度高达8.2g/cm³，“比重很大，惯性力大，配气系统很难优化，转速很容易达到极限。”

张雪的技术人员做过测算：如果用密度大的材料，每分钟转速能做到13000转；如果把密度降下来，每分钟转速能再提升1000转。这1000转意味着什么？意味着整个配气系统有更大的优化空间，意味着零百加速能缩短零点几秒——在赛车领域，这是巨大的突破。

而季华实验室团队手中的材料，恰好能解决这个问题。

钛铝合金，密度仅为4.0g/cm³，比钢轻一半，比镍基合金轻一倍以上，同时能耐800℃以上的高温。这种材料既有金属的韧性，又有陶瓷的耐温性——但正因为它是金属间化合物，“很脆”，加工难度极大。

为了攻克这个难题，这支团队的积累，可以追溯到三十年前。

“我们从熔炼开始，差不多积累了至少三十年。”刘奎说。2000年初，欧盟有一个项目，想做轻质高强的材料，选了钛铝，但加工技术不成熟。刘奎帮他们做完后，发现气门轻了之后，强度够，节能减排降噪效果非常好，“燃烧效率能提升11%，噪音降低50%”。从那时起，他就认定了这条路。

此后的二十多年，从中科院金属所到季华实验室，从熔炼技术到热加工技术，团队一步步积累。“一个材料要想成熟，尤其走向产业，需要有很长的积淀。”刘奎说。到季华实验室后，团队获得了自主立项支持，开始从“0到1”向“1到100”冲刺。

“挤”出来的突破

但产业化之路，远比想象中艰难。

张雪机车需要的气门，杆径最细处只有4毫米。钛铝合金本身脆，这么细的杆径，用常规方法加工，一压就裂。

国际上通行的做法是“包套挤压”——给钛铝合金坯料裹上一层不锈钢或钛合金套，减缓降温速度，慢慢压下去。但这种方法工序复杂、成本极高，用在赛车领域或许可以，要推向民用市场，根本行不通。

“民用领域，最大的就是成本。”李小兵说。常规气门的利润“几分钱”，而钛铝合金气门要想被市场接受，必须把每一个环节的成本都压到极致。

团队最初尝试沿用做卡车气门的技术路线——那些气门杆径在8毫米以上，用热轧路线勉强可行。但用在4毫米的气门上，“一做就裂，冷却太快了”。

后来，团队找到重庆一家气门厂商，尝试用热挤压工艺。对方做了三个月，一直没有突破。李小兵到现场一看，发现对方用的是原有装备——做钛合金的装备，但钛铝合金和钛合金是两回事。“我们觉得，如果继续用他的装备，很难突破。”

那就自己做。

回到季华实验室，团队开始研发自己的合金体系、模具和装备。那段时间，所有人都铆足了劲。

“我们有一段时间，基本一天都成功不了一只。”李小兵说。从一间车间到另一间车间，无数次尝试，无数次失败。“当时有一段时间，我们几乎要放弃了，说这个太难做了，不碰了。”

但最终没有放弃。

“每到要放弃的时候，我们就提醒自己，我们来季华实验室的目标就是做产业化。”李小兵说，“张雪都没放弃，我们肯定也不能放弃。他们一直催着要产品，我们就加班加点，想想哪个环节出了问题。”

团队发现，模具是最大的瓶颈。一旦挤压成功，就不能停——停下来，冷了，再挤就又出问题。所以必须连续作业，一直挤，挤到模具出问题为止。

科研人员们熬过一个又一个深夜。实验室楼上，工会准备了休息的地方，“凌晨四五点，上去睡一觉，第二天接着干”。

转机出现在2025年初。“突然就感觉挤压得很顺畅，非常顺畅。”李小兵回忆那一刻，语气里仍带着兴奋。不开裂、不卡模，一根接一根地成功挤出来。“大伙都非常高兴，都不想停了。”

从模具、润滑剂、加热温度到退火工艺，团队一步步摸索出最优方案。如今，挤压环节的良品率已经做到90%以上。

从赛道驶向航线

一颗小小的气门背后，是全产业链的国产化。

“为什么钛铝到现在国内外都用不上？因为贵。”刘奎说。团队在季华实验室做的，就是开发低成本的熔炼和热加工技术，“让轻质高强的钛铝材料大批量用上”。而要做到这一点，必须实现全链条的自主可控——从原材料到冶炼，从加工到成品，每一个环节都不能受制于人。

这项工作的起点，是熔炼。

传统钛铝合金的制备，走的是“大炉子”路线——几吨重的大锭子熔炼出来，经过重熔、锻造、热轧，工序长、成本高。

“工序一长，成本就上去了。”刘奎说。团队反其道而行之，开发出小尺寸钛铝铸棒的一次熔炼铸造技术。钛、铝等原材料在市场上就能买到，但如何用低成本把它们熔炼成符合要求的小棒子，才是真正的核心技术，“我们有自己的专利配方。”

在季华实验室B区，刘奎经常穿梭在几个“大家伙”之间——他们在这里做了一个小型的“冶炼厂”。

“我们这台炉子，熔炼完了一离心，直接做成小棒子，小棒子直接去挤压。”刘奎指着产线上的设备说。这套工艺省去了常规路线中的锻造和热轧工序，把流程大幅缩短。“成本自然就下来了。”

他们的成本优势是实实在在的。国际知名企业做的钛铝气门，卖给赛车领域要几百美元一个；而在季华实验室，团队能做到百元人民币级别。

“这才可以接受。”刘奎说。

如今，来找他们的不只有张雪机车。比亚迪也在谈，想在混动汽车上用钛铝气门。“新能源车有电池，比较重，追求轻量化。”刘奎说，他很快要去比亚迪，希望还能将材料用在刹车盘上。“钛铝刹车盘比铸铁的更轻，也比碳陶便宜，供货周期还更短。”

更远的未来，是航空发动机叶片。

“我们国家发展大飞机，发动机早期是进口的，现在有些零部件虽然实现了国产化制造，但核心牌号（配方）还是国外的。”李小兵说，“对我们做材料的人来说，这是要改变的。不光制造属于中国，牌号也要属于中国。”

2023年1月，团队注册成立了广东季华钧泰新材料有限公司，季华实验室将90%的股权奖励给团队。公司成立后，很快拿到了融资——领投方是一家实业公司，也做合金，懂钛铝。

“对方说，钛铝合金能做到现在的程度，很不容易，离批量应用很接近了。”李小兵回忆，“他说你要多少我给你投多少，这一轮我不提任何条件。”

如今，团队已从最初的5人扩展到近30人，产线正在建设，自动化程度越来越高。团队成员大多在佛山买了房，安了家。

从沈阳到佛山，从中国科学院金属所到季华实验室，这支团队用了三十年，把一颗气门从实验室挤到了世界顶级赛道上。而他们的目标，远不止于此。

采访接近尾声时，李小兵提到一个细节：成功那天，大家挤得很顺畅，都不想停。

那道光，是2025年初照进来的。而在那之前，是无数个从凌晨熬到天亮的夜晚，是一次次失败后的“再来一次”。

来源：佛山＋