近些年,随着海上风电、海洋平台、海上桥梁等海洋工程的迅猛发展,海洋液压打桩锤需求呈现爆发式增长,同时海港工程日益趋向深水化和大型化发展,对海洋液压打桩锤也提出了更大规格打击能量的要求。大锻件替打作为海洋液压打桩锤设备中的关键结构部件,其特点是重量大、尺寸大,而且尺寸差异大,在工作运行时不仅要承受巨大打击力,还要把打击力传输到单管桩,这就对替打提出了高要求,而且现在对替打锻件的需求量越来越大。本文对替打锻件为研究对象,主要研究内容是在替打锻件传统的成形工艺上进行优化,来了提高替打锻件的成形质量,延长它的使用寿命。首先,为了减少大锻件替打内部的缩孔、疏松已经成分不均匀等缺陷,本文采用纯净钢冶炼技术与AP反偏析浇注工艺来控制钢中的外来夹杂物与有害元素,来保证钢锭的纯净性与均匀性,进而获得优质的大型钢锭。根据几种自由锻造方法的特点,本文选用WHF锻造法对大型钢锭进行预锻,确定重要的锻造拔长工艺,锻合钢锭在冷却时产生缩孔、疏松等缺陷,破除粗晶组织并加工得到优质的成形毛坯。其次,对传统的自由锻成形工艺的成形过程进行分析,本文提出了对大锻件替打采用新工艺胎模锻进行最后的成形,并根据胎模锻成形特点,设计出相应的胎模具。优化后的新工艺相比于传统的成形工艺,其过程减少了一个火次,既缩减了生产周期,又减少了污染的排放。然后,通过有限元模拟,以及理论与实践相结合的方法,找出了替打锻件成形工艺时最优的坯料规格与压下量,发现当成形毛坯的高径比在1.0左右的时,成形的毛坯的综合性能作为优秀,并且通过有限元模拟对比替打的两种工艺的成形过程,发现胎膜锻成形工艺极大地减少了替打锻件的机械加工余量,提高材料利用率,并且带来优异的表面质量。最后通过试制生产进行验证,发现在胎膜锻造工艺下的制造替打锻件不仅拥有着优秀的综合力学性能,完全满足使用要求,而且减少生产制造时间,材料利用率提高了22%以上,降低生产成本,对环境更为友好。