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(li)／MN 9 12 20 25
坯料(liao)最大直徑／mm 270 310 400 480
空心(xin)坯最(zui)大長度／mm 700 1000 1250 1400
穿(chuan)孔(kong)時(shi)，為了(le)減小坯(pi)料與穿(chuan)孔(kong)筒內襯之間的(de)間隙，坯(pi)料需(xu)經過預鐓粗(cu)工序，目的(de)是為了(le)提高穿(chuan)孔(kong)后空心(xin)坯(pi)的(de)同心(xin)度(du)(du)和減小空心(xin)壞內孔(kong)的(de)彎曲度(du)(du)，此外還滿足(zu)以下(xia)條件：
對(dui)于(yu)碳(tan)素(su)鋼(gang)和合金鋼(gang)，坯(pi)料(liao)和穿孔筒內襯直(zhi)徑之(zhi)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，還須考慮到在坯料裝入穿孔筒時，厚度約為1mm的潤(run)滑劑(ji)層不(bu)被擦掉。
為了使還(huan)料在穿孔(kong)筒內襯中(zhong)的(de)對(dui)中(zhong)，經常把內襯做成不大(da)的(de)錐度(du)（1：500).這也便于在推(tui)出坯料時，空心(xin)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，每一個系數都被定義為坯料(liao)的原始(shi)面積和變形后的面積的比值。因(yin)此(ci)，可以通過(guo)工(gong)藝(yi)工(gong)具尺(chi)寸的延伸(shen)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)料(liao)(liao)和穿(chuan)孔筒內(nei)襯之間(jian)的(de)間(jian)隙增大，而穿(chuan)孔前坯(pi)料(liao)(liao)又(you)沒(mei)有充分鐓粗(cu)，穿(chuan)孔后空心坯(pi)的(de)壁厚不(bu)均增大。如(ru)果間(jian)隙從3mm增大至15mm,則空心坯(pi)的(de)壁厚不(bu)均提(ti)高到5%~15%.
當坯料鐓粗時，在金屬中要達(da)到為完全充滿間(jian)隙(xi)所足(zu)夠(gou)的單位壓力，但又不能使工具超負荷(he)。對于(yu)321不銹鋼，鐓粗最(zui)佳的單位壓力值計算得出為100~150MPa,否則，將使空心坯的壁厚不均增大。
采(cai)用圖2-29所示斷面形狀的(de)穿孔頭作為實心坯料的(de)穿孔工具時，得到(dao)的(de)穿孔空心坯的(de)壁厚(hou)不均(jun)較小。這已(yi)經在生(sheng)產實踐(jian)中得到(dao)證實。
坯料穿孔時(shi)(shi)，穿孔頭承受(shou)最(zui)繁重的(de)(de)(de)工(gong)作(zuo)條件，其工(gong)作(zuo)帶和沿外徑的(de)(de)(de)棱(leng)緣(yuan)，即側面(mian)和端面(mian)的(de)(de)(de)圓角承受(shou)最(zui)大的(de)(de)(de)加熱和磨損（圖2-30),棱(leng)緣(yuan)的(de)(de)(de)磨損引(yin)起穿孔空(kong)心坯的(de)(de)(de)壁厚不(bu)均(jun)勻。而當這種棱(leng)緣(yuan)磨損不(bu)均(jun)衡，甚至是單方面(mian)的(de)(de)(de)磨損時(shi)(shi)，對(dui)產生空(kong)心坯壁厚不(bu)均(jun)勻的(de)(de)(de)影響將特別嚴重。
一(yi)般采用熱穩定性好、鎢含(han)量高的鋼來制造穿孔頭，如3Cr2W8V、4Cr5W2VSi、35Cr5WMoSi、Ni12等鋼種(zhong)，并用制造穿孔芯棒(bang)的余料來制造。其用于穿孔不(bu)銹鋼坯(pi)料時(shi)，穿孔頭的(de)使用壽命不(bu)超過30~40次／只。
生(sheng)產(chan)中(zhong)，輪流地利(li)用安裝在穿(chuan)孔(kong)(kong)芯棒(bang)上(shang)的(de)(de)(de)成套穿(chuan)孔(kong)(kong)頭（由(you)10~15個組(zu)成）是最有效的(de)(de)(de)。穿(chuan)孔(kong)(kong)芯棒(bang)采用不同的(de)(de)(de)對中(zhong)系統對空(kong)(kong)心(xin)坯(pi)壁(bi)厚不均有影響。坯(pi)料經過定心(xin)的(de)(de)(de)穿(chuan)孔(kong)(kong)墊鐓(dui)粗和穿(chuan)孔(kong)(kong)之后，得到(dao)的(de)(de)(de)空(kong)(kong)心(xin)坯(pi)的(de)(de)(de)壁(bi)厚不均最小。僅極少數空(kong)(kong)心(xin)坯(pi)的(de)(de)(de)壁(bi)厚不均達到(dao)3mm.在這種情(qing)況下(xia)，空(kong)(kong)心(xin)坯(pi)長度L,與內(nei)徑(jing)d,之比可以增大至7。
為了消除(chu)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)頭側(ce)面和(he)端(duan)面棱緣(yuan)的不均勻(yun)磨損，減(jian)小(xiao)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)空心坯(pi)的壁厚不均，在現代化穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)機(ji)上，采用(yong)了鐓粗桿和(he)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)芯棒(bang)(bang)運動的套(tao)管系統(tong)（圖2-31)。坯(pi)料(liao)鐓粗后，鐓粗桿不返回，而是繼(ji)續壓在坯(pi)料(liao)上，這樣(yang)可以讓穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)芯棒(bang)(bang)精確(que)地(di)對準坯(pi)料(liao)中心，并減(jian)小(xiao)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)芯棒(bang)(bang)的自(zi)由長度。
采用波狀的(de)穿孔(kong)(kong)頭(tou)進(jin)行(xing)穿孔(kong)(kong)時，實現了穿孔(kong)(kong)頭(tou)對于(yu)穿孔(kong)(kong)坯料的(de)附加(jia)定心(xin)。穿孔(kong)(kong)時借助于(yu)插(cha)在穿孔(kong)(kong)頭(tou)切口(kou)上(shang)的(de)彈(dan)簧，將(jiang)穿孔(kong)(kong)頭(tou)固定在穿孔(kong)(kong)桿上(shang)。
帶有(you)穿孔桿在(zai)套(tao)管(guan)系統中(zhong)運動的穿孔機上的穿孔頭(tou)，其使(shi)用條件十(shi)分惡劣，穩定(ding)性能良好的高鎢(wu)鋼制造，如4Cr5W2VSi和3Cr2W8V或(huo)H13等。
可以將穿孔頭和高溫壞料的(de)接觸表(biao)面(mian)做成有圓弧倒棱的(de)凹面(mian)（圖2-32)這樣可以保證在(zai)整個(ge)穿孔周期中，潤滑劑均勻(yun)地進入(ru)變(bian)形區，以提高穿孔后(hou)空心坯的(de)質量。
加(jia)熱(re)溫度及其在(zai)坯(pi)(pi)料中(zhong)分布的均勻性對(dui)穿(chuan)孔(kong)后空心坯(pi)(pi)壁厚不(bu)均的影響試險(xian)表明(ming)：溫度從1160℃升高到1225℃穿(chuan)孔(kong)時，空心坯(pi)(pi)的平均壁厚不(bu)均值下降了36.5%.這是由于穿(chuan)孔(kong)力下降所致。
穿孔前，不銹鋼管坯(pi)(pi)料的(de)加熱(re)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)應(ying)該是(shi)均勻的(de)，但要做到(dao)加熱(re)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)絕對均勻是(shi)不現實的(de)。一般當坯(pi)(pi)料橫截面(mian)上的(de)溫(wen)(wen)(wen)差不超過(guo)30℃時(shi)，得到(dao)的(de)結果是(shi)可以令人(ren)滿意的(de)。這是(shi)由于加熱(re)到(dao)高溫(wen)(wen)(wen)的(de)坯(pi)(pi)料在(zai)輸送過(guo)程(cheng)中(zhong)，低(di)溫(wen)(wen)(wen)區(qu)通過(guo)熱(re)傳導(dao)而使溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)得到(dao)補償(chang)。但在(zai)感應(ying)加熱(re)爐中(zhong)加熱(re)的(de)坯(pi)(pi)料端(duan)部溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)降(jiang)低(di)，引(yin)起坯(pi)(pi)料在(zai)長度(du)(du)上，尤其是(shi)端(duan)面(mian)溫(wen)(wen)(wen)差增(zeng)大時(shi)，會導(dao)致穿孔后空心坯(pi)(pi)壁厚(hou)不均和內孔彎曲度(du)(du)增(zeng)加。
此外(wai)，穿(chuan)孔(kong)頭的(de)形狀不正(zheng)確，穿(chuan)孔(kong)頭和穿(chuan)孔(kong)對中模的(de)間隙不當等，都會導致空心坯(pi)壁厚不均或(huo)內孔(kong)彎(wan)曲。但當穿(chuan)孔(kong)頭帶(dai)有導向的(de)尖(jian)頭時(shi)，可以減小(xiao)空心坯(pi)偏心或(huo)內孔(kong)彎(wan)曲缺陷。
采用帶有定(ding)(ding)心(xin)(xin)孔(kong)(kong)(kong)的(de)實心(xin)(xin)坯(pi)(pi)料穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)，也可以提高穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)后空心(xin)(xin)坯(pi)(pi)的(de)同心(xin)(xin)度和內孔(kong)(kong)(kong)的(de)平直(zhi)度。定(ding)(ding)心(xin)(xin)孔(kong)(kong)(kong)的(de)直(zhi)徑大小與穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)頭頭部(bu)導向(xiang)尖的(de)直(zhi)徑相(xiang)匹配，定(ding)(ding)心(xin)(xin)孔(kong)(kong)(kong)的(de)深度為(wei)不銹(xiu)鋼管坯(pi)(pi)料上部(bu)端面起1/4~1/3坯(pi)(pi)長。這是由于在坯(pi)(pi)料穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)的(de)不穩定(ding)(ding)階段，定(ding)(ding)心(xin)(xin)孔(kong)(kong)(kong)的(de)導向(xiang)作(zuo)用對穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)后空心(xin)(xin)壞(huai)的(de)質量起到事半功倍的(de)效果(guo)所致。
