汽车传动轴节叉是汽车驱动系统中传动部位的重要零件,可以实现不同方向轴动力的输出,要求具有高强度和高韧性。此外,节叉属于拨叉类零件,形状复杂,成形困难。在制订节叉成形工艺时首先要考虑其工艺可行性以及工艺过程的稳定性等。此外,还需要考虑如何尽可能的提高材料利用率以及减小加工过程中对模具和设备的损伤等问题。本课题基于实际产业需求提出一种节叉轧锻复合技术,该技术的应用具有材料利用率高,效率高,成本低等优点。采用DEFORM-3D仿真和楔横轧-模锻实验相结合的研究方法,系统研究汽车传动轴节叉轧锻复合成形过程。根据节叉成品和工艺特点反向设计出坯料形状和楔横轧模具,确定楔横轧模具的参数为成形角α为27°,展宽角β为9°,断面收缩率ψ为55%。通过数值模拟的方法分析坯料在楔横轧-模锻整个成形过程中的成形机理,包括应力分布、应变分布、温度变化和金属流动规律。模锻过程中,大端最先开始发生变形,最终分叉处变形程度最大,其次是拐角处,变形最小的是大端底部。并对轧锻节叉成品进行了微观组织模拟,包括动态再结晶体积分数和平均晶粒尺寸,定量分析坯料变形程度和材料的综合性能。分析了各工艺参数对模锻过程中成形力的影响规律,并应用试验设计方法设计了三因素三水平正交实验,对工艺参数进行优化,得到优化工艺参数组合:温度为1100℃,摩擦因子为0.2,上模下落速度为150mm/s。根据优化工艺参数组合,进行了楔横轧-模锻实验,轧锻复合技术加工传动轴节叉成品与仿真结果基本一致。并进行了金相组织实验,通过显微硬度测试、抗拉强度测试和断口形貌分析检测轧锻复合技术加工节叉的综合机械性能。实验结果表明:轧锻节叉成品晶粒尺寸与仿真结果平均误差≤3.72%,节叉大端,拐角处和分叉处的晶粒平均细化程度分别47.69%,70.45%和78.47%,硬度分别提高54.15%,83.87%和49.13%,抗拉强度较传统模锻提高了26.13%。传动轴节叉轧锻复合技术的应用大幅提高成品综合机械性,使生产效率提高4-5倍,材料利用率提高30%,单条生产线年经济效益提高了9.63倍。