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(gang)管的成材率。
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(gang)管坯料(liao)的尺寸如下：
穿孔機的(de)能(neng)力／MN 9 12 20 25
坯料(liao)最大直徑(jing)／mm 270 310 400 480
空心坯最大長(chang)度／mm 700 1000 1250 1400
穿孔時(shi)，為了減(jian)小(xiao)坯(pi)料(liao)與穿孔筒內(nei)襯之間的(de)間隙，坯(pi)料(liao)需經過預鐓粗工序，目(mu)的(de)是(shi)為了提高穿孔后空心(xin)坯(pi)的(de)同心(xin)度和(he)減(jian)小(xiao)空心(xin)壞內(nei)孔的(de)彎曲度，此(ci)外(wai)還滿足以下條件：
對于(yu)碳素鋼和(he)合金鋼，坯料和(he)穿孔(kong)筒內襯(chen)直(zhi)徑之差6~15mm;
對于不(bu)銹(xiu)鋼和高合金鋼，坯料和穿孔筒內襯直徑之差2~3mm。
同時(shi)，還須考慮到(dao)在坯料(liao)裝入(ru)穿孔筒(tong)時(shi)，厚度(du)約為1mm的潤滑劑層不(bu)被擦掉。
為了使還料在(zai)穿(chuan)孔筒內襯中的對中，經常把內襯做(zuo)成不大的錐度（1：500).這(zhe)也便于在(zai)推出坯(pi)料時，空(kong)心壞能順利(li)退出。
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(ding)義為坯(pi)料的(de)原始(shi)面積和變形后的(de)面積的(de)比值(zhi)。因此，可以通過工(gong)藝工(gong)具尺寸的(de)延伸系數完成以下形式：
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不銹鋼(gang)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%.
當坯料(liao)(liao)和穿(chuan)孔(kong)筒內襯之間的間隙增大(da)(da)，而穿(chuan)孔(kong)前坯料(liao)(liao)又沒有充分(fen)鐓(dui)粗，穿(chuan)孔(kong)后(hou)空(kong)心坯的壁厚(hou)不均增大(da)(da)。如果間隙從3mm增大(da)(da)至15mm,則空(kong)心坯的壁厚(hou)不均提高到5%~15%.
當坯(pi)料鐓(dui)粗時，在金屬中要(yao)達到為完全(quan)充滿間隙所(suo)足(zu)夠的(de)(de)單位壓力(li)(li)，但又(you)不(bu)能使工具超負荷(he)。對于321不(bu)銹鋼，鐓(dui)粗最佳(jia)的(de)(de)單位壓力(li)(li)值計算得出為100~150MPa,否(fou)則，將使空心坯(pi)的(de)(de)壁(bi)厚(hou)不(bu)均增大。
采用圖2-29所示斷面(mian)形狀的(de)(de)(de)穿孔(kong)頭作(zuo)為實(shi)(shi)心(xin)坯(pi)料(liao)的(de)(de)(de)穿孔(kong)工(gong)具時，得到(dao)的(de)(de)(de)穿孔(kong)空心(xin)坯(pi)的(de)(de)(de)壁厚不(bu)均較(jiao)小。這已經在生產(chan)實(shi)(shi)踐(jian)中得到(dao)證實(shi)(shi)。
坯(pi)料穿(chuan)(chuan)孔時，穿(chuan)(chuan)孔頭承受最繁(fan)重的(de)(de)(de)工作條件(jian)，其工作帶和(he)沿外徑的(de)(de)(de)棱緣，即(ji)側面(mian)和(he)端面(mian)的(de)(de)(de)圓角承受最大(da)的(de)(de)(de)加熱和(he)磨(mo)(mo)損(sun)（圖2-30),棱緣的(de)(de)(de)磨(mo)(mo)損(sun)引起穿(chuan)(chuan)孔空(kong)心坯(pi)的(de)(de)(de)壁厚不均勻。而當這種棱緣磨(mo)(mo)損(sun)不均衡，甚至是(shi)單(dan)方面(mian)的(de)(de)(de)磨(mo)(mo)損(sun)時，對(dui)產生空(kong)心坯(pi)壁厚不均勻的(de)(de)(de)影響將特(te)別嚴重。
一般采用熱穩定性好、鎢含(han)量高的(de)鋼(gang)來制(zhi)造穿(chuan)孔(kong)頭，如3Cr2W8V、4Cr5W2VSi、35Cr5WMoSi、Ni12等(deng)鋼(gang)種，并用制(zhi)造穿(chuan)孔(kong)芯棒的(de)余料來制(zhi)造。其用于穿孔不銹鋼坯(pi)料(liao)時，穿孔頭的(de)使用壽命不超過30~40次／只。
生產中，輪流地利(li)用安裝(zhuang)在穿(chuan)孔(kong)芯棒上的(de)成套穿(chuan)孔(kong)頭（由(you)10~15個(ge)組成）是最有效的(de)。穿(chuan)孔(kong)芯棒采用不同的(de)對(dui)中系統(tong)對(dui)空(kong)心(xin)坯(pi)(pi)壁厚不均(jun)有影(ying)響。坯(pi)(pi)料經(jing)過定心(xin)的(de)穿(chuan)孔(kong)墊鐓(dui)粗(cu)和穿(chuan)孔(kong)之后，得到(dao)(dao)的(de)空(kong)心(xin)坯(pi)(pi)的(de)壁厚不均(jun)最小。僅(jin)極少數空(kong)心(xin)坯(pi)(pi)的(de)壁厚不均(jun)達到(dao)(dao)3mm.在這種情況下，空(kong)心(xin)坯(pi)(pi)長度L,與(yu)內徑d,之比可以增大至7。
為了消除穿(chuan)(chuan)孔頭側面和端(duan)面棱緣的(de)不(bu)均(jun)勻(yun)磨(mo)損，減小穿(chuan)(chuan)孔空心(xin)坯的(de)壁厚不(bu)均(jun)，在現代(dai)化(hua)穿(chuan)(chuan)孔機上(shang)，采用(yong)了鐓粗(cu)桿和穿(chuan)(chuan)孔芯棒運動的(de)套管系統（圖(tu)2-31)。坯料鐓粗(cu)后，鐓粗(cu)桿不(bu)返回(hui)，而(er)是(shi)繼續壓在坯料上(shang)，這樣可以讓穿(chuan)(chuan)孔芯棒精確地(di)對準坯料中心(xin)，并減小穿(chuan)(chuan)孔芯棒的(de)自(zi)由(you)長度。
采用波狀的穿(chuan)孔頭進(jin)行(xing)穿(chuan)孔時(shi)(shi)，實現了穿(chuan)孔頭對于穿(chuan)孔坯料(liao)的附(fu)加定心。穿(chuan)孔時(shi)(shi)借助于插在穿(chuan)孔頭切口(kou)上的彈簧，將(jiang)穿(chuan)孔頭固定在穿(chuan)孔桿上。
帶有穿(chuan)(chuan)孔(kong)桿(gan)在套管系統中運動的穿(chuan)(chuan)孔(kong)機上的穿(chuan)(chuan)孔(kong)頭，其使(shi)用條件十分(fen)惡劣，穩定性能良好的高鎢鋼(gang)制造，如4Cr5W2VSi和3Cr2W8V或H13等(deng)。
可(ke)以將穿孔頭和高溫壞(huai)料的接觸(chu)表面做成(cheng)有圓弧倒(dao)棱的凹(ao)面（圖(tu)2-32)這樣可(ke)以保證在整個穿孔周期(qi)中，潤滑劑(ji)均勻地進入變形(xing)區，以提高穿孔后空心坯的質量。
加熱溫度及其在坯料中分(fen)布的均勻(yun)性對穿孔后空(kong)心坯壁(bi)厚不均的影(ying)響試險表明：溫度從1160℃升高到1225℃穿孔時(shi)，空(kong)心坯的平(ping)均壁(bi)厚不均值下降(jiang)了36.5%.這是(shi)由于穿孔力下降(jiang)所致。
穿(chuan)孔前(qian)，不(bu)(bu)銹(xiu)鋼管坯(pi)(pi)料(liao)的(de)(de)加熱(re)(re)(re)溫(wen)(wen)(wen)度(du)應(ying)該是(shi)(shi)均勻的(de)(de)，但(dan)要做到加熱(re)(re)(re)溫(wen)(wen)(wen)度(du)絕對均勻是(shi)(shi)不(bu)(bu)現實的(de)(de)。一般當坯(pi)(pi)料(liao)橫截面(mian)上(shang)的(de)(de)溫(wen)(wen)(wen)差不(bu)(bu)超過(guo)(guo)30℃時，得到的(de)(de)結果是(shi)(shi)可以令人滿意的(de)(de)。這是(shi)(shi)由于加熱(re)(re)(re)到高溫(wen)(wen)(wen)的(de)(de)坯(pi)(pi)料(liao)在(zai)輸送過(guo)(guo)程中，低(di)溫(wen)(wen)(wen)區通過(guo)(guo)熱(re)(re)(re)傳導而(er)使溫(wen)(wen)(wen)度(du)得到補償。但(dan)在(zai)感應(ying)加熱(re)(re)(re)爐(lu)中加熱(re)(re)(re)的(de)(de)坯(pi)(pi)料(liao)端部溫(wen)(wen)(wen)度(du)降(jiang)低(di)，引起坯(pi)(pi)料(liao)在(zai)長(chang)度(du)上(shang)，尤(you)其是(shi)(shi)端面(mian)溫(wen)(wen)(wen)差增(zeng)大時，會導致穿(chuan)孔后空心(xin)坯(pi)(pi)壁厚不(bu)(bu)均和內(nei)孔彎(wan)曲度(du)增(zeng)加。
此(ci)外，穿孔(kong)頭的形狀不(bu)正確，穿孔(kong)頭和穿孔(kong)對中模的間隙不(bu)當等，都會(hui)導致空心坯壁厚(hou)不(bu)均(jun)或(huo)(huo)內孔(kong)彎曲。但當穿孔(kong)頭帶(dai)有導向的尖頭時，可(ke)以減小(xiao)空心坯偏心或(huo)(huo)內孔(kong)彎曲缺陷。
采(cai)用帶有定(ding)(ding)心(xin)(xin)孔(kong)(kong)(kong)(kong)的實心(xin)(xin)坯料(liao)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)，也(ye)可(ke)以提(ti)高(gao)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)后(hou)空心(xin)(xin)坯的同心(xin)(xin)度(du)(du)和(he)內(nei)孔(kong)(kong)(kong)(kong)的平(ping)直度(du)(du)。定(ding)(ding)心(xin)(xin)孔(kong)(kong)(kong)(kong)的直徑(jing)大小與(yu)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)頭頭部導向尖的直徑(jing)相匹配(pei)，定(ding)(ding)心(xin)(xin)孔(kong)(kong)(kong)(kong)的深度(du)(du)為(wei)不銹鋼管(guan)坯料(liao)上部端面起1/4~1/3坯長(chang)。這是由于在坯料(liao)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)的不穩定(ding)(ding)階段，定(ding)(ding)心(xin)(xin)孔(kong)(kong)(kong)(kong)的導向作(zuo)用對穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)后(hou)空心(xin)(xin)壞的質量起到事半功倍的效果所致。
