一、坯料穿（擴(kuo)）孔時的金(jin)屬流動
不(bu)銹鋼管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(de)穿孔和鉆孔坯的(de)擴(kuo)孔，其金(jin)屬流動可(ke)以按相同(tong)的(de)圖(tu)像(xiang)來描述。
1. 實心坯料穿孔時的金屬流動
為了研究在立式穿(chuan)孔機(ji)上穿(chuan)孔時(shi)金屬的(de)流(liu)動，采用在兩端刻(ke)有坐標(biao)網格，不(bu)帶(dai)潤滑劑(ji)的(de)坯料鐓(dui)粗(cu)后(hou)，穿(chuan)孔“中止”，從徑向平面(mian)上取樣(yang)制作顯微磨片（圖3-27)來進行分析。
由圖3-27可(ke)以(yi)看出，穿孔(kong)頭下端(duan)面形(xing)成倒錐形(xing)體的金屬“停滯(zhi)區(qu)”，其(qi)大小取決于(yu)穿孔(kong)頭的形(xing)狀和所使(shi)用的工藝潤滑(hua)劑的效果(guo)。
而從穿孔余料（圖(tu)(tu)3-28)可以看出(chu)，在其(qi)上(shang)端(duan)面（圖(tu)(tu)3-28(a))留有(you)坐標網格的(de)痕(hen)跡，下端(duan)面（圖(tu)(tu)3-28(b))也留有(you)坐標網格的(de)痕(hen)跡，并(bing)在其(qi)徑向(xiang)斷(duan)面的(de)顯微磨(mo)片上(shang)看得出(chu)有(you)倒錐形“停滯區(qu)”的(de)金屬流(liu)線痕(hen)跡（圖(tu)(tu)3-28（c))。
據上所述(shu)，對于不帶玻璃潤(run)滑劑(ji)的實心坯(pi)料穿孔工(gong)藝過程的金屬流動可(ke)做如(ru)下描述(shu)：
當穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)過程開始時(shi)，坯料進行(xing)預鐓粗(cu)，使(shi)坯料沿(yan)圓周方向金(jin)(jin)屬流動(dong)充滿穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)筒(tong)。此(ci)時(shi)，坯料直(zhi)徑(jing)(jing)與(yu)(yu)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)筒(tong)直(zhi)徑(jing)(jing)相同(tong)。當穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)桿(gan)下降(jiang)，穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)頭(tou)接(jie)觸(chu)(chu)坯料上端面時(shi)，由于(yu)工具與(yu)(yu)接(jie)觸(chu)(chu)坯料端面間(jian)的摩擦，在(zai)其(qi)接(jie)觸(chu)(chu)面下形(xing)成倒錐(zhui)(zhui)體形(xing)的“停滯區”。當穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)桿(gan)繼續(xu)下降(jiang)時(shi)，停滯的錐(zhui)(zhui)體狀金(jin)(jin)屬成為穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)頭(tou)的“前(qian)錐(zhui)(zhui)”，并隨(sui)著(zhu)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)頭(tou)的向下推進，“前(qian)錐(zhui)(zhui)”金(jin)(jin)屬楔入坯料中心，使(shi)向徑(jing)(jing)向延伸的變(bian)形(xing)金(jin)(jin)屬沿(yan)著(zhu)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)頭(tou)周邊和(he)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)筒(tong)內壁向上流動(dong)。
在穿(chuan)孔(kong)(kong)過程結(jie)束時(shi)，穿(chuan)孔(kong)(kong)頭下(xia)面(mian)的停滯金屬留在穿(chuan)孔(kong)(kong)余料(liao)的上端面(mian)。穿(chuan)孔(kong)(kong)余料(liao)進(jin)入(ru)“封底”剪(jian)切環(huan)后被切斷。而穿(chuan)孔(kong)(kong)坯(pi)料(liao)的下(xia)表面(mian)則由(you)未變形(xing)的金屬組成。
在(zai)穿(chuan)孔過程中，由于穿(chuan)孔頭下面(mian)部(bu)分金(jin)屬產生(sheng)最強(qiang)烈的變形(xing)，導致坯料中心(xin)部(bu)位金(jin)屬的嚴重不(bu)(bu)均勻(yun)變形(xing)。穿(chuan)孔空心(xin)坯內(nei)表面(mian)金(jin)屬強(qiang)烈的不(bu)(bu)均勻(yun)變形(xing)是最容易(yi)產生(sheng)缺陷的部(bu)位。因而，往往在(zai)低(di)塑(su)性材(cai)料管材(cai)生(sheng)產時(shi)，穿(chuan)孔空心(xin)坯在(zai)擠壓(ya)前，會進(jin)行(xing)冷卻、酸洗(xi)、檢查及磨修工序。
穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)時(shi)，玻璃潤(run)(run)(run)滑(hua)(hua)劑(ji)的(de)(de)使用，使穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)頭(tou)下面(mian)的(de)(de)金(jin)屬停(ting)滯區(qu)大(da)大(da)減小，甚至良好的(de)(de)潤(run)(run)(run)滑(hua)(hua)劑(ji)可(ke)以(yi)完(wan)全取代金(jin)屬停(ting)滯區(qu)的(de)(de)體積。特別是下端面(mian)凹形(xing)(xing)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)頭(tou)（圖2-28)的(de)(de)采用，使穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)頭(tou)的(de)(de)凹形(xing)(xing)端面(mian)的(de)(de)接觸處(chu)成為潤(run)(run)(run)滑(hua)(hua)劑(ji)的(de)(de)“特殊儲存器(qi)”，潤(run)(run)(run)滑(hua)(hua)劑(ji)的(de)(de)熔化部分在(zai)(zai)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)頭(tou)的(de)(de)周(zhou)圍及(ji)其與變形(xing)(xing)金(jin)屬之間被均勻地擠出一層玻璃潤(run)(run)(run)滑(hua)(hua)劑(ji)，潤(run)(run)(run)滑(hua)(hua)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)頭(tou)和坯(pi)料的(de)(de)內表面(mian)，以(yi)降低(di)摩擦(ca)系數，使剪切變形(xing)(xing)限制(zhi)在(zai)(zai)潤(run)(run)(run)滑(hua)(hua)層的(de)(de)范(fan)圍內，從而降低(di)了不(bu)銹鋼(gang)管(guan)坯(pi)內表面(mian)產生(sheng)缺陷的(de)(de)可(ke)能性，尤(you)其是對于長坯(pi)料的(de)(de)生(sheng)產效果更為顯(xian)著。
同(tong)樣，坯料的(de)外涂粉(fen)為坯料金(jin)屬與穿(chuan)孔筒內襯的(de)內表(biao)(biao)面接觸提(ti)供了潤滑條件(jian)，使穿(chuan)孔時(shi)的(de)摩擦力和(he)不均勻變形區減小，有利(li)于空心坯表(biao)(biao)面質量的(de)提(ti)高。
2. 預鉆(zhan)孔(kong)坯料擴孔(kong)時的金屬(shu)流動
預鉆孔(kong)(kong)坯(pi)料(liao)的擴(kuo)孔(kong)(kong)過(guo)程沒有(you)坯(pi)料(liao)的鐓粗工序(xu)。
擴(kuo)孔(kong)(kong)過程開始(shi)時(shi)(shi)，在(zai)特殊形狀擴(kuo)孔(kong)(kong)頭(tou)向(xiang)(xiang)下移(yi)動(dong)的(de)作(zuo)用下，坯料金(jin)屬開始(shi)塑性(xing)流(liu)動(dong)。金(jin)屬首先向(xiang)(xiang)側面(mian)擴(kuo)張(zhang)流(liu)動(dong)，至充(chong)滿坯料和(he)穿(chuan)孔(kong)(kong)筒內表面(mian)之間的(de)間隙。然(ran)后向(xiang)(xiang)上流(liu)動(dong)。當擴(kuo)孔(kong)(kong)時(shi)(shi)的(de)擴(kuo)徑力轉變(bian)為剪切力的(de)瞬間，進行擴(kuo)孔(kong)(kong)余(yu)料的(de)切除，結束整個擴(kuo)孔(kong)(kong)過程。
擴(kuo)孔過程中各階段金(jin)屬的流動如圖(tu)3-29所示。
二、坯料(liao)穿（擴）孔時變形力(li)的確(que)定
1. 坯料(liao)穿(chuan)孔時鐓粗(cu)力的確定
表述在穿孔(kong)筒(tong)中鐓壓(ya)(ya)圓柱體的(de)公式尚無，采用Siebel自(zi)由鍛(duan)公式來確(que)定(ding)坯(pi)(pi)料的(de)鐓粗力(li)。一(yi)般模鍛(duan)的(de)壓(ya)(ya)力(li)為自(zi)由鍛(duan)壓(ya)(ya)力(li)的(de)一(yi)倍。根(gen)據阿(a)亨(heng)工業大學塑性變形研究所的(de)試驗指(zhi)出，鍛(duan)壓(ya)(ya)力(li)模鍛(duan)比(bi)自(zi)由鍛(duan)大一(yi)倍以上。坯(pi)(pi)料穿孔(kong)時鐓粗力(li)的(de)計(ji)算公式如(ru)下：
尼(ni)科波爾南方鋼(gang)管(guan)廠計算敦粗力的(de)簡單公式：
2. 實(shi)心坯料(liao)穿孔時穿孔力的確定
實(shi)心坯料穿孔時的計(ji)算公式如下：
b. 尼科波爾南方鋼管廠確定(ding)穿孔(kong)力的(de)公式：
3. 預(yu)鉆(zhan)孔(kong)坯料擴(kuo)孔(kong)時(shi)擴(kuo)孔(kong)力的(de)確定
預鉆孔坯料擴(kuo)孔時擴(kuo)孔力(li)的計算公式如(ru)下：
尼(ni)科(ke)波爾南方鋼管廠(chang)的經驗認為：
a. 在(zai)預鉆孔(kong)坯料擴孔(kong)時，坯料在(zai)穿孔(kong)機(ji)上(shang)不進行鐓(dui)粗。其延伸系數取(qu)大于1,但比實心坯料穿孔(kong)時小。
b. 擴孔(kong)力可以按實心(xin)坯料(liao)穿孔(kong)的(de)公式來計算(suan)，其大小取為計算(suan)值的(de)25%~30%.
