不銹鋼管坯料在穿孔機上直接穿孔的工藝，適用于空心坯直徑大于100mm的孔。因為空心坯的內孔大于100mm時，預鉆孔的金屬消耗太大，影響擠壓不銹鋼管的經濟性。而內孔直徑大于100mm的空心坯，穿孔時采用的芯棒直徑比較大。因此，穿孔芯棒能承受壓力的剛性和穩定性增加，提高了穿孔芯棒承受極限穿孔力的能力。采用穿孔工藝時，不僅能獲得高質量的空心坯，同時提高了擠壓不銹鋼管(guan)的成材率。
對于空心坯直徑超過150mm的孔，采用擴孔工藝是不合適的。因為在這種情況下，需要預鉆孔的直徑超過35mm,增加了金屬消耗。如果采用二次擴孔工藝，則又要影響機組的生產率。穿孔的空心坯規格與穿孔力和被加工的材料以及擠壓機的產品大綱有關。不同能力的穿孔機所采用的最大不(bu)銹鋼管坯料的尺寸如下：
穿(chuan)孔機的能力／MN 9 12 20 25
坯料最大直徑／mm 270 310 400 480
空心坯最(zui)大長度／mm 700 1000 1250 1400
穿孔(kong)時，為了(le)減(jian)小坯料(liao)與穿孔(kong)筒內襯之間的(de)間隙，坯料(liao)需經過(guo)預鐓粗工序，目(mu)的(de)是(shi)為了(le)提高穿孔(kong)后空(kong)心坯的(de)同心度和減(jian)小空(kong)心壞(huai)內孔(kong)的(de)彎曲度，此外還滿足(zu)以下條件：
對于碳(tan)素鋼(gang)和合金鋼(gang)，坯料和穿孔筒內襯直徑之(zhi)差6~15mm;
對于不銹鋼(gang)和高合金鋼，坯料和穿孔筒內襯直徑之差2~3mm。
同時，還須考(kao)慮到在坯料裝入穿孔筒時，厚度約為1mm的潤滑劑層不(bu)被擦掉。
為了(le)使還料(liao)在穿(chuan)孔筒(tong)內襯中(zhong)的對中(zhong)，經常把內襯做成不大的錐度（1：500).這也便于在推出(chu)坯料(liao)時(shi)，空心壞能順(shun)利退出(chu)。
穿孔時的延伸系數 μpt 等于敦粗時的延伸系數 μf 和穿孔時的延伸系數 μp 的乘積：
μpt = μt μp (2 -11)
其(qi)中，每(mei)一(yi)個系數(shu)都被定義為(wei)坯料(liao)的(de)原始面(mian)(mian)積和變形(xing)后的(de)面(mian)(mian)積的(de)比(bi)值(zhi)。因(yin)此，可(ke)以通(tong)過工藝工具(ju)尺寸的(de)延伸系數(shu)完成以下形(xing)式：
在預鉆孔坯料直接擴孔時，擴孔力可以按照實心坯料穿孔的公式計算，取低于其25%~30%的穿孔力。坯料在鐓粗和穿孔過程中，其長度發生兩次變化，鐓粗后坯料被壓縮變短，其期向減小的體積等于徑向增加的體積。穿孔之后，坯料長度變長，軸向增長的體積等于穿孔頭所穿出的整個內孔的體積。制定工藝制度時，可按下式確定鐓粗坯料的長度和穿孔后坯料的長度：Lp:
根據尼科波爾南方鋼管廠的經驗，在無對中的穿孔桿自由穿孔芯棒穿孔時，穿孔芯棒的強度安全系數的選擇不能小于4。在實心坯料進行穿孔時，影響穿孔后空心坯同心度和內孔彎曲度，進而導致在擠壓時影響到擠壓鋼管壁厚不均度極限值的重要參數是空心坯長度Lz與其內孔的直徑dz的比值。
一般情況下，為了確保空心坯的同心度和其內孔的直線度，將參數Lz/dz值限制在以下范圍內：對于實心坯料穿孔時，Lx/dx=5~7;碳鋼穿孔時為7; 不銹鋼穿孔時為5~6.
根據關于空心坯長度與其內徑之比對于321不銹(xiu)鋼坯料穿孔后空心坯壁厚不均影響的試驗結果顯示，隨著Lx/dx的比值從4.4增大到6.1時，穿孔后空心坯的壁厚不均增大到15%.
當坯(pi)(pi)料和(he)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)筒(tong)內襯之間的間隙增(zeng)大，而穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)前坯(pi)(pi)料又沒有(you)充(chong)分鐓粗，穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)后(hou)空心坯(pi)(pi)的壁厚不均(jun)增(zeng)大。如(ru)果間隙從(cong)3mm增(zeng)大至15mm,則(ze)空心坯(pi)(pi)的壁厚不均(jun)提高到5%~15%.
當坯(pi)料(liao)鐓粗(cu)時(shi)，在(zai)金屬中要達到為完全(quan)充滿間(jian)隙所足夠的單(dan)位(wei)壓力(li)，但又不能使工具超負荷。對于(yu)321不銹鋼，鐓粗(cu)最佳的單(dan)位(wei)壓力(li)值計算得出為100~150MPa,否則，將使空心坯(pi)的壁厚不均增大。
采用圖2-29所示(shi)斷面(mian)形狀(zhuang)的(de)穿孔頭作為實心坯料的(de)穿孔工具時，得到的(de)穿孔空心坯的(de)壁厚不(bu)均較小。這已經在生產實踐中得到證實。
坯(pi)料穿孔(kong)時(shi)，穿孔(kong)頭承受最繁重的(de)(de)工作條件，其工作帶和沿(yan)外徑的(de)(de)棱緣(yuan)，即側面和端(duan)面的(de)(de)圓角承受最大的(de)(de)加熱和磨損（圖2-30),棱緣(yuan)的(de)(de)磨損引起穿孔(kong)空心坯(pi)的(de)(de)壁(bi)厚(hou)不(bu)均勻。而當這種(zhong)棱緣(yuan)磨損不(bu)均衡，甚至是(shi)單方面的(de)(de)磨損時(shi)，對產生空心坯(pi)壁(bi)厚(hou)不(bu)均勻的(de)(de)影響將(jiang)特(te)別嚴重。
一(yi)般采用熱(re)穩定性好(hao)、鎢(wu)含(han)量(liang)高(gao)的鋼來(lai)制(zhi)造穿孔頭(tou)，如(ru)3Cr2W8V、4Cr5W2VSi、35Cr5WMoSi、Ni12等鋼種，并用制(zhi)造穿孔芯(xin)棒的余料來(lai)制(zhi)造。其用(yong)于穿孔不銹鋼坯(pi)料時，穿孔頭的(de)使用(yong)壽命不超過30~40次／只。
生產中(zhong)，輪流(liu)地利用安(an)裝在穿孔(kong)(kong)芯棒(bang)上的成(cheng)套穿孔(kong)(kong)頭（由(you)10~15個組成(cheng)）是最有(you)效的。穿孔(kong)(kong)芯棒(bang)采用不(bu)同的對(dui)中(zhong)系統對(dui)空(kong)心(xin)(xin)(xin)坯壁(bi)厚不(bu)均(jun)有(you)影響。坯料(liao)經過定(ding)心(xin)(xin)(xin)的穿孔(kong)(kong)墊(dian)鐓粗和(he)穿孔(kong)(kong)之(zhi)后，得到的空(kong)心(xin)(xin)(xin)坯的壁(bi)厚不(bu)均(jun)最小(xiao)。僅極少數(shu)空(kong)心(xin)(xin)(xin)坯的壁(bi)厚不(bu)均(jun)達到3mm.在這種(zhong)情況下，空(kong)心(xin)(xin)(xin)坯長度L,與內徑(jing)d,之(zhi)比(bi)可以增(zeng)大至(zhi)7。
為了消(xiao)除穿(chuan)孔(kong)(kong)頭側面和端面棱緣的(de)不均(jun)勻磨損，減小穿(chuan)孔(kong)(kong)空心坯的(de)壁厚不均(jun)，在現代化穿(chuan)孔(kong)(kong)機上(shang)，采用了鐓(dui)(dui)粗(cu)桿(gan)和穿(chuan)孔(kong)(kong)芯(xin)棒運動的(de)套管系統(tong)（圖(tu)2-31)。坯料鐓(dui)(dui)粗(cu)后，鐓(dui)(dui)粗(cu)桿(gan)不返回，而(er)是(shi)繼(ji)續壓在坯料上(shang)，這樣可以(yi)讓穿(chuan)孔(kong)(kong)芯(xin)棒精(jing)確地對準坯料中心，并減小穿(chuan)孔(kong)(kong)芯(xin)棒的(de)自由長度(du)。
采用(yong)波狀的(de)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)頭(tou)(tou)(tou)進行穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)時，實現了穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)頭(tou)(tou)(tou)對(dui)于穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)坯料的(de)附加(jia)定心。穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)時借(jie)助于插在(zai)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)頭(tou)(tou)(tou)切口上(shang)的(de)彈簧，將穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)頭(tou)(tou)(tou)固(gu)定在(zai)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)桿(gan)上(shang)。
帶(dai)有穿孔(kong)桿在套管系統中運(yun)動(dong)的穿孔(kong)機上的穿孔(kong)頭(tou)，其使用條件十分(fen)惡(e)劣(lie)，穩定性能(neng)良好的高鎢鋼制造，如(ru)4Cr5W2VSi和(he)3Cr2W8V或H13等。
可(ke)(ke)以將穿(chuan)孔(kong)頭和高溫(wen)壞料的(de)接觸(chu)表面做成有圓弧倒棱的(de)凹面（圖2-32)這樣可(ke)(ke)以保證在整個穿(chuan)孔(kong)周(zhou)期中，潤滑劑均勻地進入變形區，以提高穿(chuan)孔(kong)后空心坯的(de)質量。
加熱溫度(du)(du)及其在坯(pi)料中分(fen)布(bu)的(de)(de)均(jun)勻性對穿孔(kong)后(hou)空(kong)心坯(pi)壁厚不(bu)均(jun)的(de)(de)影響試(shi)險表明：溫度(du)(du)從1160℃升高到1225℃穿孔(kong)時(shi)，空(kong)心坯(pi)的(de)(de)平均(jun)壁厚不(bu)均(jun)值下(xia)降了36.5%.這是由于穿孔(kong)力下(xia)降所致(zhi)。
穿(chuan)孔(kong)前，不銹鋼管坯(pi)(pi)料的(de)加(jia)熱(re)(re)溫(wen)(wen)(wen)度應(ying)該是(shi)均勻的(de)，但(dan)要做到(dao)(dao)加(jia)熱(re)(re)溫(wen)(wen)(wen)度絕對均勻是(shi)不現實的(de)。一般當(dang)坯(pi)(pi)料橫截面上(shang)的(de)溫(wen)(wen)(wen)差不超過30℃時，得到(dao)(dao)的(de)結果是(shi)可以令(ling)人滿意的(de)。這是(shi)由于加(jia)熱(re)(re)到(dao)(dao)高溫(wen)(wen)(wen)的(de)坯(pi)(pi)料在(zai)輸送過程(cheng)中(zhong)，低(di)溫(wen)(wen)(wen)區通過熱(re)(re)傳導而(er)使溫(wen)(wen)(wen)度得到(dao)(dao)補償(chang)。但(dan)在(zai)感應(ying)加(jia)熱(re)(re)爐中(zhong)加(jia)熱(re)(re)的(de)坯(pi)(pi)料端(duan)部溫(wen)(wen)(wen)度降低(di)，引(yin)起(qi)坯(pi)(pi)料在(zai)長度上(shang)，尤其是(shi)端(duan)面溫(wen)(wen)(wen)差增(zeng)大(da)時，會導致穿(chuan)孔(kong)后空心(xin)坯(pi)(pi)壁厚不均和內孔(kong)彎曲(qu)度增(zeng)加(jia)。
此(ci)外，穿(chuan)孔頭(tou)的(de)(de)形狀不正確(que)，穿(chuan)孔頭(tou)和穿(chuan)孔對中(zhong)模的(de)(de)間隙不當(dang)等(deng)，都(dou)會導(dao)致空心(xin)坯(pi)壁厚不均或內(nei)孔彎曲。但當(dang)穿(chuan)孔頭(tou)帶(dai)有導(dao)向的(de)(de)尖頭(tou)時，可以減小(xiao)空心(xin)坯(pi)偏心(xin)或內(nei)孔彎曲缺陷。
采(cai)用(yong)帶有定(ding)(ding)心(xin)(xin)孔(kong)的(de)(de)(de)實心(xin)(xin)坯(pi)(pi)料穿(chuan)(chuan)孔(kong)，也可以提高穿(chuan)(chuan)孔(kong)后空(kong)心(xin)(xin)坯(pi)(pi)的(de)(de)(de)同心(xin)(xin)度(du)和內孔(kong)的(de)(de)(de)平直度(du)。定(ding)(ding)心(xin)(xin)孔(kong)的(de)(de)(de)直徑大小與穿(chuan)(chuan)孔(kong)頭頭部導(dao)向尖的(de)(de)(de)直徑相匹配(pei)，定(ding)(ding)心(xin)(xin)孔(kong)的(de)(de)(de)深(shen)度(du)為不銹鋼管坯(pi)(pi)料上部端面起1/4~1/3坯(pi)(pi)長。這是(shi)由(you)于(yu)在坯(pi)(pi)料穿(chuan)(chuan)孔(kong)的(de)(de)(de)不穩定(ding)(ding)階段(duan)，定(ding)(ding)心(xin)(xin)孔(kong)的(de)(de)(de)導(dao)向作用(yong)對穿(chuan)(chuan)孔(kong)后空(kong)心(xin)(xin)壞的(de)(de)(de)質量(liang)起到事半(ban)功倍(bei)的(de)(de)(de)效果所致。
