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銹鋼管(guan)坯(pi)料的尺寸如下：
穿(chuan)孔機的能力／MN 9 12 20 25
坯料最(zui)大直徑／mm 270 310 400 480
空心(xin)坯(pi)最大長(chang)度／mm 700 1000 1250 1400
穿孔(kong)時，為了(le)減(jian)小(xiao)坯(pi)(pi)料(liao)與穿孔(kong)筒內襯之(zhi)間的(de)間隙，坯(pi)(pi)料(liao)需經過預鐓粗工序(xu)，目(mu)的(de)是為了(le)提高穿孔(kong)后空心坯(pi)(pi)的(de)同心度和(he)減(jian)小(xiao)空心壞內孔(kong)的(de)彎曲度，此外(wai)還(huan)滿足(zu)以下條(tiao)件：
對于(yu)碳素鋼和合(he)金鋼，坯料和穿(chuan)孔筒內襯(chen)直徑(jing)之差6~15mm;
對于不(bu)銹鋼(gang)和高合金鋼，坯料和穿孔筒內襯直徑之差2~3mm。
同時(shi)，還須考慮(lv)到在坯料裝入穿孔筒時(shi)，厚度約為(wei)1mm的潤(run)滑劑層(ceng)不被擦(ca)掉。
為了使(shi)還料在(zai)(zai)穿孔筒內襯中的(de)對中，經常把(ba)內襯做成不大的(de)錐度(du)（1：500).這也便(bian)于在(zai)(zai)推出(chu)坯料時，空心(xin)壞能順利退(tui)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，每一個系數都(dou)被定義為坯料的(de)(de)原始面(mian)積和變(bian)形后的(de)(de)面(mian)積的(de)(de)比(bi)值。因此，可(ke)以通過工(gong)藝工(gong)具尺寸(cun)的(de)(de)延伸系數完成以下形式(shi)：
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)料和穿孔筒內襯之(zhi)間的(de)(de)間隙(xi)增(zeng)大，而穿孔前坯(pi)(pi)料又沒有充分鐓粗，穿孔后空心坯(pi)(pi)的(de)(de)壁厚(hou)不均增(zeng)大。如果間隙(xi)從3mm增(zeng)大至15mm,則空心坯(pi)(pi)的(de)(de)壁厚(hou)不均提高到(dao)5%~15%.
當坯(pi)料鐓粗時，在金屬中要達到(dao)為(wei)完全充滿間隙所足夠的單位壓力(li)，但又不能使工(gong)具(ju)超負荷。對于321不銹鋼(gang)，鐓粗最(zui)佳的單位壓力(li)值計(ji)算得出為(wei)100~150MPa,否則(ze)，將使空心坯(pi)的壁厚不均增(zeng)大。
采(cai)用(yong)圖2-29所(suo)示斷面形狀(zhuang)的穿(chuan)孔(kong)頭作為實心坯料的穿(chuan)孔(kong)工具(ju)時，得到(dao)的穿(chuan)孔(kong)空(kong)心坯的壁厚不(bu)均較小(xiao)。這已(yi)經在生產實踐中得到(dao)證(zheng)實。
坯(pi)料(liao)穿(chuan)孔時，穿(chuan)孔頭承(cheng)受最繁重的(de)工作條件，其(qi)工作帶(dai)和(he)(he)沿外徑的(de)棱緣(yuan)(yuan)，即側面和(he)(he)端面的(de)圓角(jiao)承(cheng)受最大的(de)加熱(re)和(he)(he)磨(mo)損(sun)（圖2-30),棱緣(yuan)(yuan)的(de)磨(mo)損(sun)引起穿(chuan)孔空心(xin)坯(pi)的(de)壁厚不均(jun)(jun)(jun)勻。而當這種棱緣(yuan)(yuan)磨(mo)損(sun)不均(jun)(jun)(jun)衡(heng)，甚至是單方(fang)面的(de)磨(mo)損(sun)時，對產生空心(xin)坯(pi)壁厚不均(jun)(jun)(jun)勻的(de)影響(xiang)將特別嚴(yan)重。
一般采用熱穩定性好、鎢(wu)含量高的鋼來(lai)(lai)制造穿孔頭，如(ru)3Cr2W8V、4Cr5W2VSi、35Cr5WMoSi、Ni12等(deng)鋼種(zhong)，并用制造穿孔芯棒的余料來(lai)(lai)制造。其用(yong)于穿孔(kong)(kong)不銹鋼(gang)坯料時，穿孔(kong)(kong)頭(tou)的使用(yong)壽命不超過30~40次／只。
生(sheng)產中，輪(lun)流地利用(yong)安裝(zhuang)在穿(chuan)孔(kong)(kong)芯棒(bang)上(shang)的(de)成(cheng)套穿(chuan)孔(kong)(kong)頭（由(you)10~15個組成(cheng)）是最有效的(de)。穿(chuan)孔(kong)(kong)芯棒(bang)采用(yong)不同的(de)對中系統(tong)對空心坯(pi)壁厚不均有影響。坯(pi)料經(jing)過定心的(de)穿(chuan)孔(kong)(kong)墊(dian)鐓粗和(he)穿(chuan)孔(kong)(kong)之后(hou)，得到的(de)空心坯(pi)的(de)壁厚不均最小。僅極少數空心坯(pi)的(de)壁厚不均達到3mm.在這種情況下(xia)，空心坯(pi)長度L,與內徑d,之比可以增大至7。
為(wei)了(le)消除穿(chuan)孔(kong)(kong)頭側面(mian)和(he)端面(mian)棱(leng)緣的(de)不均勻磨損(sun)，減(jian)小(xiao)穿(chuan)孔(kong)(kong)空(kong)心(xin)(xin)坯(pi)的(de)壁厚不均，在(zai)現代化(hua)穿(chuan)孔(kong)(kong)機上，采用了(le)鐓粗(cu)桿和(he)穿(chuan)孔(kong)(kong)芯(xin)棒運(yun)動的(de)套管系統(tong)（圖2-31)。坯(pi)料(liao)鐓粗(cu)后，鐓粗(cu)桿不返回，而是繼續(xu)壓在(zai)坯(pi)料(liao)上，這樣可(ke)以(yi)讓穿(chuan)孔(kong)(kong)芯(xin)棒精確地對準(zhun)坯(pi)料(liao)中心(xin)(xin)，并(bing)減(jian)小(xiao)穿(chuan)孔(kong)(kong)芯(xin)棒的(de)自由長度。
采用波狀的(de)(de)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)頭進行穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)時(shi)(shi)，實現(xian)了穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)頭對于穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)坯料的(de)(de)附加(jia)定心(xin)。穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)時(shi)(shi)借(jie)助于插在(zai)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)頭切(qie)口上(shang)的(de)(de)彈(dan)簧，將穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)頭固定在(zai)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)桿上(shang)。
帶有穿孔(kong)桿在套管系統中運動的(de)穿孔(kong)機(ji)上的(de)穿孔(kong)頭，其使(shi)用(yong)條件(jian)十分(fen)惡(e)劣，穩定(ding)性能良好的(de)高鎢鋼(gang)制造(zao)，如4Cr5W2VSi和3Cr2W8V或H13等。
可以將穿(chuan)孔(kong)頭(tou)和高(gao)溫(wen)壞(huai)料的接觸表面做成(cheng)有圓弧倒棱的凹(ao)面（圖2-32)這樣可以保證在整個穿(chuan)孔(kong)周期中，潤(run)滑劑均勻地進(jin)入(ru)變形區，以提高(gao)穿(chuan)孔(kong)后(hou)空心坯的質量。
加熱溫度(du)及(ji)其(qi)在(zai)坯料中分布(bu)的均(jun)勻性對穿孔后空心(xin)坯壁(bi)厚(hou)不均(jun)的影(ying)響試(shi)險表明：溫度(du)從1160℃升(sheng)高(gao)到(dao)1225℃穿孔時，空心(xin)坯的平(ping)均(jun)壁(bi)厚(hou)不均(jun)值下降(jiang)了36.5%.這是(shi)由于穿孔力下降(jiang)所(suo)致(zhi)。
穿孔前，不(bu)(bu)(bu)銹鋼管(guan)坯料(liao)的加(jia)熱溫(wen)度(du)(du)(du)應該是均勻(yun)(yun)的，但要做到(dao)加(jia)熱溫(wen)度(du)(du)(du)絕對(dui)均勻(yun)(yun)是不(bu)(bu)(bu)現實的。一般當坯料(liao)橫截(jie)面上(shang)的溫(wen)差(cha)不(bu)(bu)(bu)超(chao)過(guo)(guo)(guo)30℃時，得到(dao)的結(jie)果是可(ke)以(yi)令人滿意的。這是由(you)于加(jia)熱到(dao)高(gao)溫(wen)的坯料(liao)在輸送過(guo)(guo)(guo)程中，低(di)溫(wen)區(qu)通過(guo)(guo)(guo)熱傳(chuan)導(dao)而使溫(wen)度(du)(du)(du)得到(dao)補(bu)償(chang)。但在感應加(jia)熱爐中加(jia)熱的坯料(liao)端(duan)部溫(wen)度(du)(du)(du)降低(di)，引起坯料(liao)在長度(du)(du)(du)上(shang)，尤其是端(duan)面溫(wen)差(cha)增大時，會導(dao)致穿孔后空(kong)心坯壁厚(hou)不(bu)(bu)(bu)均和內孔彎曲度(du)(du)(du)增加(jia)。
此外，穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)頭(tou)(tou)的形狀不(bu)正確，穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)頭(tou)(tou)和穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)對中模(mo)的間隙不(bu)當等，都會導(dao)致空心坯(pi)壁(bi)厚不(bu)均或(huo)內(nei)孔(kong)(kong)彎曲。但(dan)當穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)頭(tou)(tou)帶有(you)導(dao)向的尖頭(tou)(tou)時，可以減小(xiao)空心坯(pi)偏心或(huo)內(nei)孔(kong)(kong)彎曲缺陷。
采用帶有定(ding)心(xin)孔的(de)(de)(de)(de)實(shi)心(xin)坯(pi)(pi)料穿孔，也可(ke)以提高穿孔后空(kong)心(xin)坯(pi)(pi)的(de)(de)(de)(de)同心(xin)度和內孔的(de)(de)(de)(de)平(ping)直(zhi)度。定(ding)心(xin)孔的(de)(de)(de)(de)直(zhi)徑(jing)大小與穿孔頭頭部(bu)導(dao)向(xiang)尖的(de)(de)(de)(de)直(zhi)徑(jing)相匹配，定(ding)心(xin)孔的(de)(de)(de)(de)深度為不銹鋼管坯(pi)(pi)料上(shang)部(bu)端面起1/4~1/3坯(pi)(pi)長。這(zhe)是由于在坯(pi)(pi)料穿孔的(de)(de)(de)(de)不穩(wen)定(ding)階段，定(ding)心(xin)孔的(de)(de)(de)(de)導(dao)向(xiang)作用對(dui)穿孔后空(kong)心(xin)壞的(de)(de)(de)(de)質量起到事半功倍的(de)(de)(de)(de)效果所致。
