一、坯料穿（擴）孔時的金屬(shu)流動
不銹(xiu)鋼管(guan)擠壓生產工藝過程中的穿孔工藝是指在立式穿孔機上，采用特殊形狀的穿孔頭，將實心的坯料穿孔成空心坯。而擴孔工藝則是將經預鉆孔的空心坯料在立式穿（擴）孔機上，采用特殊形狀的擴孔頭，進行空心坯的再擴孔。
實(shi)心坯的穿(chuan)孔和鉆(zhan)孔坯的擴孔，其(qi)金屬流動可以按相(xiang)同的圖(tu)像來(lai)描述。
1. 實心坯料穿(chuan)孔時的金屬流動
為了研(yan)究(jiu)在立式穿孔(kong)(kong)機上穿孔(kong)(kong)時金(jin)屬的(de)(de)流動，采用在兩端刻有坐標網格，不帶潤(run)滑(hua)劑(ji)的(de)(de)坯料鐓粗后，穿孔(kong)(kong)“中(zhong)止”，從徑向平(ping)面上取(qu)樣(yang)制作顯微磨片（圖3-27)來進行(xing)分析。
由圖3-27可以看出，穿孔頭下端(duan)面形(xing)成倒錐形(xing)體的(de)金屬“停滯(zhi)區”，其大(da)小取決于穿孔頭的(de)形(xing)狀和(he)所使(shi)用的(de)工藝潤(run)滑劑的(de)效果。
而從穿孔余料(liao)（圖3-28)可以看出(chu)，在其上端面(mian)（圖3-28(a))留(liu)有坐(zuo)(zuo)標網格的(de)痕跡，下端面(mian)（圖3-28(b))也留(liu)有坐(zuo)(zuo)標網格的(de)痕跡，并在其徑向斷面(mian)的(de)顯微磨(mo)片(pian)上看得(de)出(chu)有倒錐(zhui)形“停滯區(qu)”的(de)金(jin)屬流線痕跡（圖3-28（c))。
據上所(suo)述，對(dui)于(yu)不帶(dai)玻璃潤滑劑的實心坯(pi)料穿孔工藝過程的金屬流動可做如(ru)下描述：
當(dang)(dang)穿孔(kong)過(guo)程(cheng)開始時(shi)，坯料(liao)(liao)進行預鐓粗，使坯料(liao)(liao)沿(yan)(yan)圓周(zhou)方向(xiang)金(jin)屬流動(dong)(dong)充滿穿孔(kong)筒(tong)。此時(shi)，坯料(liao)(liao)直(zhi)徑與(yu)穿孔(kong)筒(tong)直(zhi)徑相同。當(dang)(dang)穿孔(kong)桿(gan)下(xia)降，穿孔(kong)頭接(jie)觸坯料(liao)(liao)上(shang)端(duan)面時(shi)，由于工具(ju)與(yu)接(jie)觸坯料(liao)(liao)端(duan)面間的(de)(de)摩擦，在其接(jie)觸面下(xia)形成倒錐(zhui)(zhui)體(ti)形的(de)(de)“停(ting)滯區”。當(dang)(dang)穿孔(kong)桿(gan)繼(ji)續(xu)下(xia)降時(shi)，停(ting)滯的(de)(de)錐(zhui)(zhui)體(ti)狀(zhuang)金(jin)屬成為穿孔(kong)頭的(de)(de)“前錐(zhui)(zhui)”，并隨著(zhu)穿孔(kong)頭的(de)(de)向(xiang)下(xia)推進，“前錐(zhui)(zhui)”金(jin)屬楔入坯料(liao)(liao)中心(xin)，使向(xiang)徑向(xiang)延伸的(de)(de)變(bian)形金(jin)屬沿(yan)(yan)著(zhu)穿孔(kong)頭周(zhou)邊和穿孔(kong)筒(tong)內(nei)壁(bi)向(xiang)上(shang)流動(dong)(dong)。
在穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)過程結束時，穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)頭下面的停滯金屬留在穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)余料(liao)的上(shang)端面。穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)余料(liao)進入“封底”剪切(qie)(qie)環后被切(qie)(qie)斷。而穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)坯(pi)料(liao)的下表面則由未變形(xing)的金屬組成。
在(zai)穿孔過程中，由于穿孔頭下面(mian)(mian)部(bu)分金屬產(chan)(chan)生最強烈(lie)的變形，導致坯(pi)料中心(xin)部(bu)位(wei)金屬的嚴(yan)重不(bu)均(jun)勻(yun)變形。穿孔空心(xin)坯(pi)內(nei)表面(mian)(mian)金屬強烈(lie)的不(bu)均(jun)勻(yun)變形是(shi)最容易(yi)產(chan)(chan)生缺陷的部(bu)位(wei)。因而，往往在(zai)低塑(su)性(xing)材(cai)料管材(cai)生產(chan)(chan)時(shi)，穿孔空心(xin)坯(pi)在(zai)擠壓前，會進(jin)行冷(leng)卻、酸洗、檢查及(ji)磨修工(gong)序(xu)。
穿(chuan)(chuan)孔(kong)時，玻璃(li)(li)潤(run)(run)滑(hua)劑(ji)(ji)的(de)使(shi)用(yong)，使(shi)穿(chuan)(chuan)孔(kong)頭(tou)下(xia)面(mian)(mian)(mian)的(de)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)停(ting)滯區(qu)大(da)(da)大(da)(da)減(jian)小，甚至良(liang)好的(de)潤(run)(run)滑(hua)劑(ji)(ji)可以(yi)(yi)完全取代金(jin)(jin)屬(shu)(shu)停(ting)滯區(qu)的(de)體積。特別(bie)是(shi)下(xia)端面(mian)(mian)(mian)凹形穿(chuan)(chuan)孔(kong)頭(tou)（圖2-28)的(de)采用(yong)，使(shi)穿(chuan)(chuan)孔(kong)頭(tou)的(de)凹形端面(mian)(mian)(mian)的(de)接觸(chu)處成為潤(run)(run)滑(hua)劑(ji)(ji)的(de)“特殊(shu)儲存器”，潤(run)(run)滑(hua)劑(ji)(ji)的(de)熔化部分在穿(chuan)(chuan)孔(kong)頭(tou)的(de)周圍(wei)及其與變形金(jin)(jin)屬(shu)(shu)之間(jian)被均勻地擠(ji)出一(yi)層(ceng)玻璃(li)(li)潤(run)(run)滑(hua)劑(ji)(ji)，潤(run)(run)滑(hua)穿(chuan)(chuan)孔(kong)頭(tou)和坯(pi)料的(de)內(nei)表面(mian)(mian)(mian)，以(yi)(yi)降低摩擦(ca)系數，使(shi)剪切變形限制在潤(run)(run)滑(hua)層(ceng)的(de)范圍(wei)內(nei)，從(cong)而降低了不銹鋼管坯(pi)內(nei)表面(mian)(mian)(mian)產生(sheng)缺陷的(de)可能性，尤其是(shi)對(dui)于長坯(pi)料的(de)生(sheng)產效果更為顯(xian)著。
同樣(yang)，坯料的外涂粉為坯料金屬與穿孔(kong)筒內襯的內表面(mian)接觸提(ti)供(gong)了潤滑條件，使穿孔(kong)時(shi)的摩擦力和不均勻變形區減小，有利(li)于空心坯表面(mian)質量的提(ti)高。
2. 預鉆(zhan)孔坯料擴孔時(shi)的金屬流動
預鉆孔(kong)坯料的擴(kuo)孔(kong)過程沒有(you)坯料的鐓粗工序(xu)。
擴(kuo)孔過(guo)程開始(shi)時，在特殊形(xing)狀擴(kuo)孔頭向下(xia)移動(dong)的(de)作用下(xia)，坯(pi)料(liao)金屬開始(shi)塑性流(liu)動(dong)。金屬首先向側面擴(kuo)張(zhang)流(liu)動(dong)，至(zhi)充滿(man)坯(pi)料(liao)和穿孔筒內表面之間(jian)的(de)間(jian)隙。然后向上流(liu)動(dong)。當(dang)擴(kuo)孔時的(de)擴(kuo)徑力轉(zhuan)變為剪(jian)切(qie)力的(de)瞬間(jian)，進行擴(kuo)孔余料(liao)的(de)切(qie)除(chu)，結束整個擴(kuo)孔過(guo)程。
擴(kuo)孔過程(cheng)中各階段金屬的流(liu)動如圖3-29所示(shi)。
二、坯料穿(chuan)（擴）孔(kong)時變形力的確定
1. 坯料穿(chuan)孔時鐓粗力(li)的確定
表述在穿孔(kong)筒中(zhong)鐓(dui)壓(ya)(ya)圓柱體(ti)的公式(shi)(shi)尚無，采用Siebel自由鍛公式(shi)(shi)來(lai)確(que)定坯(pi)料的鐓(dui)粗力(li)(li)(li)。一(yi)般模鍛的壓(ya)(ya)力(li)(li)(li)為(wei)自由鍛壓(ya)(ya)力(li)(li)(li)的一(yi)倍。根據阿亨(heng)工業大(da)學塑性(xing)變(bian)形研(yan)究所(suo)的試(shi)驗(yan)指出，鍛壓(ya)(ya)力(li)(li)(li)模鍛比(bi)自由鍛大(da)一(yi)倍以上。坯(pi)料穿孔(kong)時鐓(dui)粗力(li)(li)(li)的計算(suan)公式(shi)(shi)如下：
尼科波爾南方鋼管廠計(ji)算敦粗力的(de)簡(jian)單公(gong)式：
2. 實心(xin)坯(pi)料穿孔(kong)時穿孔(kong)力的確(que)定
實心(xin)坯料(liao)穿孔時(shi)的計算公式如下：
b. 尼(ni)科波爾南方鋼管廠確定(ding)穿孔力的公式：
3. 預鉆(zhan)孔(kong)(kong)坯料擴(kuo)孔(kong)(kong)時(shi)擴(kuo)孔(kong)(kong)力的確定
預鉆孔(kong)坯料擴孔(kong)時擴孔(kong)力(li)的計算公式如下(xia)：
尼科波爾(er)南方(fang)鋼管廠的經驗認為：
a. 在(zai)預(yu)鉆孔(kong)(kong)坯料擴孔(kong)(kong)時(shi)，坯料在(zai)穿孔(kong)(kong)機上(shang)不進行鐓粗。其延(yan)伸系數取(qu)大(da)于1,但比實心坯料穿孔(kong)(kong)時(shi)小。
b. 擴孔力可以按實心坯(pi)料穿孔的(de)公式(shi)來計(ji)(ji)算(suan)，其大小取為計(ji)(ji)算(suan)值的(de)25%~30%.
