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(xiu)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(bu)銹鋼管坯料的尺寸如下：
穿孔機的(de)能力／MN 9 12 20 25
坯料最大直徑(jing)／mm 270 310 400 480
空心坯(pi)最大長度／mm 700 1000 1250 1400
穿孔(kong)時(shi)，為了減(jian)小坯(pi)(pi)料(liao)與(yu)穿孔(kong)筒內襯之間的(de)間隙，坯(pi)(pi)料(liao)需(xu)經過預(yu)鐓粗工序(xu)，目的(de)是為了提高穿孔(kong)后空心坯(pi)(pi)的(de)同心度和減(jian)小空心壞內孔(kong)的(de)彎曲度，此外還滿足以下條件(jian)：
對(dui)于(yu)碳素鋼(gang)和合(he)金鋼(gang)，坯料和穿孔筒內襯直(zhi)徑之差6~15mm;
對于不銹鋼(gang)和高合金鋼，坯料和穿孔筒內襯直徑之差2~3mm。
同時，還須考慮到(dao)在(zai)坯(pi)料裝入(ru)穿孔(kong)筒時，厚度(du)約(yue)為1mm的潤滑劑層(ceng)不被擦掉(diao)。
為了使還料在(zai)穿孔(kong)筒內襯(chen)中的對中，經常把內襯(chen)做成(cheng)不大的錐度(du)（1：500).這(zhe)也便于在(zai)推出(chu)坯料時，空心壞(huai)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(yi)個系數(shu)都被定義為坯料的原始(shi)面積和變(bian)形(xing)后的面積的比(bi)值(zhi)。因此，可以(yi)通過工(gong)藝工(gong)具尺寸的延(yan)伸系數(shu)完成以(yi)下(xia)形(xing)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(chuan)孔筒內襯之間(jian)的間(jian)隙增(zeng)大，而(er)穿(chuan)孔前(qian)坯(pi)(pi)料又沒有充分(fen)鐓(dui)粗，穿(chuan)孔后(hou)空(kong)心坯(pi)(pi)的壁厚不均(jun)增(zeng)大。如果間(jian)隙從3mm增(zeng)大至15mm,則空(kong)心坯(pi)(pi)的壁厚不均(jun)提高到5%~15%.
當坯(pi)料(liao)鐓粗時，在(zai)金屬中要達(da)到為(wei)完(wan)全充(chong)滿(man)間隙所足夠的(de)(de)單位(wei)壓(ya)力，但(dan)又不能使工具超負荷。對于321不銹鋼，鐓粗最佳的(de)(de)單位(wei)壓(ya)力值計算得(de)出(chu)為(wei)100~150MPa,否則，將使空心坯(pi)的(de)(de)壁厚不均增(zeng)大(da)。
采用圖(tu)2-29所示斷面形狀(zhuang)的穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)頭(tou)作為實心坯料的穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)工具時，得到(dao)的穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)空心坯的壁厚(hou)不均較小(xiao)。這已經在生產實踐中得到(dao)證(zheng)實。
坯料(liao)穿(chuan)孔(kong)時(shi)，穿(chuan)孔(kong)頭承(cheng)受最(zui)繁(fan)重的(de)工作(zuo)(zuo)條件，其工作(zuo)(zuo)帶和(he)沿外(wai)徑(jing)的(de)棱緣，即側(ce)面和(he)端面的(de)圓角承(cheng)受最(zui)大的(de)加熱和(he)磨(mo)損(sun)(sun)（圖2-30),棱緣的(de)磨(mo)損(sun)(sun)引起穿(chuan)孔(kong)空(kong)心坯的(de)壁厚不(bu)(bu)均(jun)勻(yun)。而(er)當這種棱緣磨(mo)損(sun)(sun)不(bu)(bu)均(jun)衡(heng)，甚至是單方面的(de)磨(mo)損(sun)(sun)時(shi)，對產生(sheng)空(kong)心坯壁厚不(bu)(bu)均(jun)勻(yun)的(de)影響(xiang)將特別嚴重。
一般(ban)采用(yong)熱穩定性好、鎢含量高的(de)鋼來(lai)制(zhi)造穿(chuan)孔頭，如3Cr2W8V、4Cr5W2VSi、35Cr5WMoSi、Ni12等(deng)鋼種，并用(yong)制(zhi)造穿(chuan)孔芯棒(bang)的(de)余料來(lai)制(zhi)造。其用(yong)于穿孔不銹鋼坯料時，穿孔頭(tou)的使用(yong)壽(shou)命(ming)不超過30~40次／只。
生產中(zhong)，輪流地利用(yong)安裝(zhuang)在穿(chuan)(chuan)孔(kong)芯(xin)棒上的(de)(de)成(cheng)套穿(chuan)(chuan)孔(kong)頭（由(you)10~15個組成(cheng)）是最(zui)有(you)效的(de)(de)。穿(chuan)(chuan)孔(kong)芯(xin)棒采用(yong)不(bu)同(tong)的(de)(de)對中(zhong)系(xi)統對空心(xin)坯壁厚(hou)(hou)不(bu)均有(you)影響。坯料經(jing)過定心(xin)的(de)(de)穿(chuan)(chuan)孔(kong)墊鐓粗和穿(chuan)(chuan)孔(kong)之(zhi)后，得到的(de)(de)空心(xin)坯的(de)(de)壁厚(hou)(hou)不(bu)均最(zui)小。僅(jin)極少(shao)數空心(xin)坯的(de)(de)壁厚(hou)(hou)不(bu)均達到3mm.在這種情況下，空心(xin)坯長度L,與內徑d,之(zhi)比(bi)可(ke)以增大至7。
為了消(xiao)除穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔頭(tou)側面(mian)和(he)端(duan)面(mian)棱緣的(de)不均勻磨損，減小穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔空心坯(pi)(pi)的(de)壁厚不均，在現代化穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔機上，采用了鐓(dui)粗桿和(he)穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔芯棒(bang)運動的(de)套管系統（圖(tu)2-31)。坯(pi)(pi)料(liao)鐓(dui)粗后，鐓(dui)粗桿不返回(hui)，而是繼(ji)續壓在坯(pi)(pi)料(liao)上，這樣(yang)可(ke)以讓穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔芯棒(bang)精確(que)地對準(zhun)坯(pi)(pi)料(liao)中心，并減小穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔芯棒(bang)的(de)自由長(chang)度。
采用波狀的(de)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)頭(tou)進行穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)時，實現了穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)頭(tou)對于穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)坯料的(de)附加定心。穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)時借(jie)助于插(cha)在穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)頭(tou)切口上的(de)彈簧(huang)，將穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)頭(tou)固定在穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)桿(gan)上。
帶(dai)有穿(chuan)孔(kong)桿在套管系統中運動的穿(chuan)孔(kong)機上的穿(chuan)孔(kong)頭，其(qi)使用條件十分(fen)惡(e)劣(lie)，穩定性能良好的高鎢鋼(gang)制造，如4Cr5W2VSi和3Cr2W8V或H13等。
可以將穿(chuan)(chuan)孔(kong)頭和高溫壞(huai)料(liao)的接觸(chu)表面做成有圓弧倒棱的凹面（圖2-32)這樣可以保證在整(zheng)個穿(chuan)(chuan)孔(kong)周期中，潤滑劑(ji)均勻地進入變形區，以提(ti)高穿(chuan)(chuan)孔(kong)后空心坯的質量。
加熱溫度及(ji)其(qi)在坯料中分布的均勻性對穿孔(kong)后(hou)空心(xin)(xin)坯壁厚不均的影響試險表明：溫度從1160℃升(sheng)高到(dao)1225℃穿孔(kong)時，空心(xin)(xin)坯的平均壁厚不均值下降了36.5%.這(zhe)是由于穿孔(kong)力(li)下降所(suo)致。
穿(chuan)孔前，不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)管坯料的(de)(de)(de)加熱(re)(re)(re)溫度應該(gai)是均(jun)(jun)(jun)勻的(de)(de)(de)，但(dan)要做到加熱(re)(re)(re)溫度絕對均(jun)(jun)(jun)勻是不(bu)(bu)(bu)現實的(de)(de)(de)。一般當(dang)坯料橫(heng)截面(mian)上的(de)(de)(de)溫差不(bu)(bu)(bu)超過(guo)30℃時(shi)，得(de)(de)到的(de)(de)(de)結果是可以令人(ren)滿意的(de)(de)(de)。這是由(you)于加熱(re)(re)(re)到高溫的(de)(de)(de)坯料在輸送過(guo)程中，低(di)溫區通過(guo)熱(re)(re)(re)傳導(dao)(dao)而使溫度得(de)(de)到補(bu)償(chang)。但(dan)在感應加熱(re)(re)(re)爐中加熱(re)(re)(re)的(de)(de)(de)坯料端(duan)部溫度降低(di)，引起坯料在長(chang)度上，尤其是端(duan)面(mian)溫差增(zeng)大時(shi)，會導(dao)(dao)致(zhi)穿(chuan)孔后(hou)空心坯壁厚不(bu)(bu)(bu)均(jun)(jun)(jun)和內孔彎曲度增(zeng)加。
此外，穿孔(kong)(kong)(kong)頭(tou)(tou)(tou)的(de)形(xing)狀不正(zheng)確，穿孔(kong)(kong)(kong)頭(tou)(tou)(tou)和穿孔(kong)(kong)(kong)對中模的(de)間隙不當等，都會導(dao)致空心(xin)(xin)坯壁厚不均或(huo)內(nei)孔(kong)(kong)(kong)彎曲。但(dan)當穿孔(kong)(kong)(kong)頭(tou)(tou)(tou)帶(dai)有導(dao)向的(de)尖頭(tou)(tou)(tou)時，可以減小空心(xin)(xin)坯偏心(xin)(xin)或(huo)內(nei)孔(kong)(kong)(kong)彎曲缺陷(xian)。
采用帶有(you)定心(xin)(xin)孔(kong)的(de)(de)(de)(de)實心(xin)(xin)坯(pi)(pi)料穿孔(kong)，也可以提(ti)高穿孔(kong)后空心(xin)(xin)坯(pi)(pi)的(de)(de)(de)(de)同(tong)心(xin)(xin)度和內孔(kong)的(de)(de)(de)(de)平直(zhi)度。定心(xin)(xin)孔(kong)的(de)(de)(de)(de)直(zhi)徑(jing)大小與穿孔(kong)頭頭部導向尖的(de)(de)(de)(de)直(zhi)徑(jing)相(xiang)匹配(pei)，定心(xin)(xin)孔(kong)的(de)(de)(de)(de)深(shen)度為(wei)不(bu)銹鋼(gang)管坯(pi)(pi)料上部端面(mian)起1/4~1/3坯(pi)(pi)長。這是由于在坯(pi)(pi)料穿孔(kong)的(de)(de)(de)(de)不(bu)穩定階段，定心(xin)(xin)孔(kong)的(de)(de)(de)(de)導向作用對穿孔(kong)后空心(xin)(xin)壞的(de)(de)(de)(de)質量起到事半功倍的(de)(de)(de)(de)效果所致。
