本课题来源于某高强度紧固器材有限公司，根据技术要求完成研线0405-3-1岔枕螺栓（Ⅲ型）的生产制造。岔枕螺栓是铁路道岔广泛使用的一类高强度零件，螺栓的质量直接关系到道岔的安全稳定性。目前，国内外对这类局部发生塑性变形的大长径比杆类件的成形技术，普遍采用坯料整体加热、多工序的成形方式，这种方式不仅工序繁杂、成本高、效率低，而且造成了大量的能源浪费。针对上述问题，本文在研究大长径比杆类件现有成形技术基础上，对比分析了多工序镦粗和缩径工艺的成形特点，提出了局部加热方式，并制定了一次热锻的螺栓成形工艺方案，通过改进锻造成形工艺，以达到工序简洁、降低能耗的目的，并根据热锻工艺要求，设计适合锻造生产的热锻模具；同时针对局部等温加热导致工件填充不满的问题，提出分段差温加热方式，探索差温锻造技术在大长径比螺栓成形中的应用。应用有限元数值模拟技术，研究差温温度场对螺栓变径段填充性的影响规律，确定最小模锻力条件下的最优工艺参数；模拟最优工艺参数条件下螺栓成形过程，根据空冷后锻件尺寸的收缩量，修正坯料和模具尺寸参数。通过本文的研究，不仅简化了螺栓的锻造工艺，而且降低了锻造过程中的能源消耗；采用有限元数值模拟技术，确定最优工艺参数，为工艺的实施，提供了理论依据，为采取单工序一次锻造成形奠定了基础。