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(bu)銹(xiu)鋼管的成材率。
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管坯料的尺寸如下：
穿孔機的能力／MN 9 12 20 25
坯料最(zui)大直徑／mm 270 310 400 480
空心(xin)坯最大長(chang)度／mm 700 1000 1250 1400
穿(chuan)孔(kong)(kong)時，為了(le)減小(xiao)坯料(liao)(liao)與穿(chuan)孔(kong)(kong)筒內襯(chen)之間(jian)的(de)(de)間(jian)隙，坯料(liao)(liao)需經過預鐓(dui)粗工序，目(mu)的(de)(de)是為了(le)提(ti)高穿(chuan)孔(kong)(kong)后空心坯的(de)(de)同心度(du)和(he)減小(xiao)空心壞內孔(kong)(kong)的(de)(de)彎曲度(du)，此外還滿足以下條件(jian)：
對于碳素鋼和合金鋼，坯(pi)料和穿孔(kong)筒內襯直徑之差6~15mm;
對于不銹鋼和高合金鋼，坯料和穿孔筒內襯直徑之差2~3mm。
同時，還(huan)須考慮到在坯料裝入穿孔筒(tong)時，厚度約為1mm的潤滑劑(ji)層(ceng)不被擦掉。
為了使還料在穿孔筒內襯中的對(dui)中，經常把內襯做成不大的錐度（1：500).這也便于(yu)在推出(chu)坯料時，空心壞能順利退出(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)
其中，每一個系數(shu)都被(bei)定義(yi)為坯(pi)料的(de)原(yuan)始面(mian)積和變形后的(de)面(mian)積的(de)比值。因此，可以通過工藝工具(ju)尺寸的(de)延伸系數(shu)完成(cheng)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(bu)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%.
當坯料和穿孔筒內襯之(zhi)間(jian)的(de)間(jian)隙增(zeng)大，而穿孔前坯料又沒有(you)充分鐓(dui)粗，穿孔后空(kong)心(xin)坯的(de)壁厚(hou)不(bu)均增(zeng)大。如果間(jian)隙從3mm增(zeng)大至15mm,則空(kong)心(xin)坯的(de)壁厚(hou)不(bu)均提高到(dao)5%~15%.
當坯(pi)料鐓粗時，在金屬中要(yao)達到(dao)為(wei)完全(quan)充滿間隙所足夠的單(dan)位(wei)壓力(li)，但又不能使工具超負(fu)荷。對(dui)于321不銹鋼，鐓粗最佳的單(dan)位(wei)壓力(li)值(zhi)計算得出為(wei)100~150MPa,否則，將(jiang)使空心坯(pi)的壁厚不均增(zeng)大(da)。
采用圖2-29所示斷面形狀的穿(chuan)(chuan)孔(kong)頭作為實(shi)心(xin)坯料的穿(chuan)(chuan)孔(kong)工具時(shi)，得(de)到(dao)的穿(chuan)(chuan)孔(kong)空心(xin)坯的壁(bi)厚(hou)不均(jun)較小。這已(yi)經在生產實(shi)踐中得(de)到(dao)證實(shi)。
坯料(liao)穿孔時(shi)，穿孔頭承受最(zui)繁重(zhong)的工作條件，其工作帶和沿外徑(jing)的棱(leng)緣，即側面(mian)(mian)和端面(mian)(mian)的圓角承受最(zui)大的加熱(re)和磨(mo)損(sun)(sun)（圖2-30),棱(leng)緣的磨(mo)損(sun)(sun)引起穿孔空心(xin)坯的壁(bi)厚不均勻。而當這種棱(leng)緣磨(mo)損(sun)(sun)不均衡，甚至是單方面(mian)(mian)的磨(mo)損(sun)(sun)時(shi)，對(dui)產生空心(xin)坯壁(bi)厚不均勻的影響(xiang)將特別嚴重(zhong)。
一般采用熱穩(wen)定性好(hao)、鎢含量(liang)高(gao)的鋼(gang)來制(zhi)(zhi)造(zao)穿孔頭(tou)，如3Cr2W8V、4Cr5W2VSi、35Cr5WMoSi、Ni12等鋼(gang)種(zhong)，并用制(zhi)(zhi)造(zao)穿孔芯(xin)棒的余料(liao)來制(zhi)(zhi)造(zao)。其用于穿孔不(bu)銹鋼坯料(liao)時，穿孔頭(tou)的使用壽命不(bu)超過30~40次／只。
生產中，輪流地利用安裝在穿孔(kong)芯棒上的成套穿孔(kong)頭（由10~15個(ge)組成）是最有效的。穿孔(kong)芯棒采用不同的對中系統對空(kong)心(xin)坯(pi)壁(bi)厚(hou)不均(jun)有影響。坯(pi)料經過定心(xin)的穿孔(kong)墊(dian)鐓粗和(he)穿孔(kong)之后，得到的空(kong)心(xin)坯(pi)的壁(bi)厚(hou)不均(jun)最小。僅極少(shao)數空(kong)心(xin)坯(pi)的壁(bi)厚(hou)不均(jun)達到3mm.在這(zhe)種情況(kuang)下，空(kong)心(xin)坯(pi)長度L,與內徑d,之比可(ke)以增大至7。
為了消除穿(chuan)(chuan)(chuan)孔頭側面和(he)端面棱緣的不(bu)(bu)均(jun)(jun)勻(yun)磨(mo)損，減(jian)小(xiao)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔空心(xin)坯(pi)的壁厚(hou)不(bu)(bu)均(jun)(jun)，在現代化穿(chuan)(chuan)(chuan)孔機上，采用了鐓粗(cu)(cu)桿和(he)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔芯(xin)棒運動的套(tao)管系統（圖2-31)。坯(pi)料(liao)鐓粗(cu)(cu)后，鐓粗(cu)(cu)桿不(bu)(bu)返(fan)回(hui)，而是繼續壓(ya)在坯(pi)料(liao)上，這樣(yang)可(ke)以(yi)讓穿(chuan)(chuan)(chuan)孔芯(xin)棒精確地對準坯(pi)料(liao)中心(xin)，并減(jian)小(xiao)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔芯(xin)棒的自由(you)長度。
采用波(bo)狀的(de)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)頭(tou)進行穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)時(shi)(shi)，實現了穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)頭(tou)對于(yu)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)坯(pi)料(liao)的(de)附(fu)加(jia)定心。穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)時(shi)(shi)借助于(yu)插在穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)頭(tou)切(qie)口上(shang)的(de)彈簧，將(jiang)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)頭(tou)固定在穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)桿(gan)上(shang)。
帶有穿孔(kong)桿在套管系統中運動的穿孔(kong)機上的穿孔(kong)頭，其使用條件(jian)十分惡(e)劣，穩定(ding)性能良好的高鎢(wu)鋼(gang)制造，如4Cr5W2VSi和3Cr2W8V或(huo)H13等。
可(ke)(ke)以(yi)(yi)將穿孔(kong)頭和高溫壞料的接觸表(biao)面做成有圓弧倒棱的凹面（圖2-32)這(zhe)樣可(ke)(ke)以(yi)(yi)保(bao)證在(zai)整(zheng)個穿孔(kong)周期中，潤滑劑(ji)均勻地進入(ru)變形區，以(yi)(yi)提高穿孔(kong)后空心坯的質量。
加熱(re)溫度(du)及其(qi)在坯(pi)料中(zhong)分布的(de)均勻性對穿(chuan)(chuan)孔后空心(xin)坯(pi)壁厚不均的(de)影響試險表明：溫度(du)從1160℃升高到(dao)1225℃穿(chuan)(chuan)孔時，空心(xin)坯(pi)的(de)平均壁厚不均值下降(jiang)了36.5%.這是由于穿(chuan)(chuan)孔力下降(jiang)所(suo)致。
穿(chuan)孔(kong)(kong)前，不銹鋼管(guan)坯(pi)(pi)料的(de)(de)(de)加(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)溫度(du)(du)(du)應該是(shi)均勻的(de)(de)(de)，但要做(zuo)到(dao)加(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)溫度(du)(du)(du)絕對(dui)均勻是(shi)不現(xian)實的(de)(de)(de)。一般當(dang)坯(pi)(pi)料橫(heng)截面(mian)上的(de)(de)(de)溫差不超過30℃時(shi)，得(de)到(dao)的(de)(de)(de)結果是(shi)可以令人滿意的(de)(de)(de)。這(zhe)是(shi)由于加(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)到(dao)高溫的(de)(de)(de)坯(pi)(pi)料在輸送過程中(zhong)，低溫區通過熱(re)(re)傳導(dao)而使(shi)溫度(du)(du)(du)得(de)到(dao)補償(chang)。但在感應加(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)爐中(zhong)加(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)的(de)(de)(de)坯(pi)(pi)料端(duan)部溫度(du)(du)(du)降(jiang)低，引起坯(pi)(pi)料在長度(du)(du)(du)上，尤其是(shi)端(duan)面(mian)溫差增大時(shi)，會導(dao)致穿(chuan)孔(kong)(kong)后空(kong)心坯(pi)(pi)壁厚(hou)不均和(he)內孔(kong)(kong)彎曲度(du)(du)(du)增加(jia)(jia)(jia)。
此外，穿(chuan)孔(kong)(kong)頭的形狀不正確，穿(chuan)孔(kong)(kong)頭和(he)穿(chuan)孔(kong)(kong)對中(zhong)模的間隙不當等，都會導(dao)致空心坯壁厚不均或(huo)內孔(kong)(kong)彎曲(qu)。但當穿(chuan)孔(kong)(kong)頭帶有導(dao)向的尖(jian)頭時，可以減小空心坯偏心或(huo)內孔(kong)(kong)彎曲(qu)缺陷。
采用(yong)帶(dai)有(you)定(ding)(ding)(ding)心(xin)(xin)孔(kong)(kong)(kong)的(de)(de)實心(xin)(xin)坯料穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)，也可以(yi)提高穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)后(hou)空(kong)心(xin)(xin)坯的(de)(de)同心(xin)(xin)度(du)和內孔(kong)(kong)(kong)的(de)(de)平直度(du)。定(ding)(ding)(ding)心(xin)(xin)孔(kong)(kong)(kong)的(de)(de)直徑(jing)大小與穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)頭頭部(bu)導向尖(jian)的(de)(de)直徑(jing)相匹配，定(ding)(ding)(ding)心(xin)(xin)孔(kong)(kong)(kong)的(de)(de)深(shen)度(du)為不(bu)銹(xiu)鋼管坯料上部(bu)端面起(qi)1/4~1/3坯長。這是由于在坯料穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)的(de)(de)不(bu)穩定(ding)(ding)(ding)階(jie)段，定(ding)(ding)(ding)心(xin)(xin)孔(kong)(kong)(kong)的(de)(de)導向作用(yong)對穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)后(hou)空(kong)心(xin)(xin)壞的(de)(de)質量起(qi)到(dao)事半功倍的(de)(de)效果所致。
