一、坯料(liao)穿（擴）孔時的金(jin)屬(shu)流(liu)動
不銹鋼管(guan)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。
實心(xin)坯的(de)穿孔和(he)鉆孔坯的(de)擴孔，其金屬流動可以(yi)按相同的(de)圖像來(lai)描(miao)述。
1. 實心(xin)坯(pi)料穿孔時的金(jin)屬(shu)流動
為了研究在立式穿(chuan)孔機上(shang)穿(chuan)孔時金屬的流動，采用(yong)在兩端刻有(you)坐標網格，不帶潤滑劑的坯(pi)料鐓(dui)粗后，穿(chuan)孔“中止(zhi)”，從徑向平面上(shang)取樣制作顯微磨片（圖3-27)來進行分析(xi)。
由圖3-27可以看出，穿孔頭(tou)(tou)下(xia)端面(mian)形(xing)成倒錐形(xing)體(ti)的金屬“停滯區(qu)”，其大(da)小取(qu)決于(yu)穿孔頭(tou)(tou)的形(xing)狀(zhuang)和所(suo)使用的工藝潤滑劑的效(xiao)果。
而從穿孔余(yu)料（圖3-28)可以看(kan)出，在(zai)其上端(duan)面(mian)(mian)（圖3-28(a))留有坐標(biao)(biao)網格的痕跡(ji)，下端(duan)面(mian)(mian)（圖3-28(b))也留有坐標(biao)(biao)網格的痕跡(ji)，并(bing)在(zai)其徑向斷(duan)面(mian)(mian)的顯微磨片上看(kan)得出有倒錐形“停滯區”的金屬流線痕跡(ji)（圖3-28（c))。
據(ju)上所(suo)述，對于不(bu)帶玻璃潤滑劑的實心坯料穿孔工(gong)藝過(guo)程(cheng)的金屬流動(dong)可做如下描述：
當穿孔(kong)(kong)過程開(kai)始(shi)時(shi)，坯(pi)料(liao)(liao)(liao)進行(xing)預(yu)鐓粗(cu)，使坯(pi)料(liao)(liao)(liao)沿圓周(zhou)方向(xiang)(xiang)金屬流動充滿穿孔(kong)(kong)筒。此(ci)時(shi)，坯(pi)料(liao)(liao)(liao)直(zhi)徑與(yu)(yu)穿孔(kong)(kong)筒直(zhi)徑相同。當穿孔(kong)(kong)桿下降(jiang)，穿孔(kong)(kong)頭接觸(chu)坯(pi)料(liao)(liao)(liao)上端(duan)面(mian)時(shi)，由于工具與(yu)(yu)接觸(chu)坯(pi)料(liao)(liao)(liao)端(duan)面(mian)間的(de)摩擦(ca)，在其接觸(chu)面(mian)下形(xing)(xing)成倒(dao)錐體(ti)形(xing)(xing)的(de)“停(ting)滯區”。當穿孔(kong)(kong)桿繼續(xu)下降(jiang)時(shi)，停(ting)滯的(de)錐體(ti)狀金屬成為穿孔(kong)(kong)頭的(de)“前錐”，并隨著穿孔(kong)(kong)頭的(de)向(xiang)(xiang)下推進，“前錐”金屬楔入坯(pi)料(liao)(liao)(liao)中(zhong)心，使向(xiang)(xiang)徑向(xiang)(xiang)延伸的(de)變形(xing)(xing)金屬沿著穿孔(kong)(kong)頭周(zhou)邊(bian)和穿孔(kong)(kong)筒內壁(bi)向(xiang)(xiang)上流動。
在穿(chuan)(chuan)孔過程結束時，穿(chuan)(chuan)孔頭下面的停滯金(jin)屬留在穿(chuan)(chuan)孔余料(liao)的上(shang)端面。穿(chuan)(chuan)孔余料(liao)進入(ru)“封底”剪(jian)切環后(hou)被切斷。而穿(chuan)(chuan)孔坯(pi)料(liao)的下表(biao)面則由(you)未變形(xing)的金(jin)屬組成。
在(zai)(zai)穿(chuan)(chuan)孔(kong)過程中，由于穿(chuan)(chuan)孔(kong)頭下面(mian)部分金(jin)屬產生(sheng)最(zui)強烈的(de)變(bian)形，導致坯料(liao)中心部位(wei)金(jin)屬的(de)嚴重不均勻變(bian)形。穿(chuan)(chuan)孔(kong)空(kong)心坯內表(biao)面(mian)金(jin)屬強烈的(de)不均勻變(bian)形是最(zui)容易產生(sheng)缺陷的(de)部位(wei)。因而，往往在(zai)(zai)低塑性材料(liao)管材生(sheng)產時，穿(chuan)(chuan)孔(kong)空(kong)心坯在(zai)(zai)擠壓前(qian)，會進行冷卻、酸(suan)洗、檢查及(ji)磨修工序(xu)。
穿(chuan)孔(kong)(kong)時(shi)，玻璃(li)潤(run)(run)(run)滑(hua)(hua)劑的(de)(de)(de)(de)(de)(de)使(shi)用，使(shi)穿(chuan)孔(kong)(kong)頭下(xia)面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)金(jin)屬停(ting)滯(zhi)區大大減小，甚(shen)至(zhi)良好(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)潤(run)(run)(run)滑(hua)(hua)劑可(ke)以完全取代金(jin)屬停(ting)滯(zhi)區的(de)(de)(de)(de)(de)(de)體積(ji)。特別是(shi)下(xia)端面(mian)凹(ao)(ao)形(xing)穿(chuan)孔(kong)(kong)頭（圖(tu)2-28)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)采用，使(shi)穿(chuan)孔(kong)(kong)頭的(de)(de)(de)(de)(de)(de)凹(ao)(ao)形(xing)端面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)接觸處成為潤(run)(run)(run)滑(hua)(hua)劑的(de)(de)(de)(de)(de)(de)“特殊儲存器”，潤(run)(run)(run)滑(hua)(hua)劑的(de)(de)(de)(de)(de)(de)熔化部分在(zai)穿(chuan)孔(kong)(kong)頭的(de)(de)(de)(de)(de)(de)周(zhou)圍及其與變形(xing)金(jin)屬之間被均勻(yun)地擠(ji)出一層玻璃(li)潤(run)(run)(run)滑(hua)(hua)劑，潤(run)(run)(run)滑(hua)(hua)穿(chuan)孔(kong)(kong)頭和坯料的(de)(de)(de)(de)(de)(de)內表(biao)面(mian)，以降低摩擦(ca)系數，使(shi)剪切變形(xing)限制在(zai)潤(run)(run)(run)滑(hua)(hua)層的(de)(de)(de)(de)(de)(de)范圍內，從而降低了不銹鋼管坯內表(biao)面(mian)產生缺陷(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)可(ke)能(neng)性，尤(you)其是(shi)對于長坯料的(de)(de)(de)(de)(de)(de)生產效果(guo)更為顯著。
同樣(yang)，坯(pi)料的外涂粉為坯(pi)料金屬與穿孔(kong)筒內襯的內表面接觸提(ti)供了潤滑(hua)條件，使(shi)穿孔(kong)時的摩(mo)擦力和(he)不(bu)均勻變形區減小(xiao)，有利于空心坯(pi)表面質量的提(ti)高(gao)。
2. 預鉆孔(kong)坯料擴(kuo)孔(kong)時的金屬流動
預鉆孔(kong)(kong)坯料的擴孔(kong)(kong)過程沒有坯料的鐓粗工序。
擴(kuo)(kuo)孔(kong)(kong)(kong)過(guo)程(cheng)開(kai)始時(shi)，在特(te)殊形狀擴(kuo)(kuo)孔(kong)(kong)(kong)頭向(xiang)下移動的(de)(de)作(zuo)用下，坯(pi)料(liao)金屬(shu)開(kai)始塑(su)性(xing)流(liu)動。金屬(shu)首先向(xiang)側面擴(kuo)(kuo)張流(liu)動，至(zhi)充(chong)滿坯(pi)料(liao)和穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)筒內表面之(zhi)間的(de)(de)間隙。然(ran)后向(xiang)上流(liu)動。當(dang)擴(kuo)(kuo)孔(kong)(kong)(kong)時(shi)的(de)(de)擴(kuo)(kuo)徑力轉變(bian)為剪切(qie)力的(de)(de)瞬間，進(jin)行擴(kuo)(kuo)孔(kong)(kong)(kong)余料(liao)的(de)(de)切(qie)除，結(jie)束整(zheng)個擴(kuo)(kuo)孔(kong)(kong)(kong)過(guo)程(cheng)。
擴孔(kong)過程(cheng)中各階段金屬的流動如圖(tu)3-29所(suo)示。
二、坯料穿（擴）孔時變(bian)形力的(de)確定(ding)
1. 坯料穿孔時鐓(dui)粗力(li)的確定
表(biao)述在穿(chuan)孔筒(tong)中(zhong)鐓(dui)(dui)(dui)壓(ya)(ya)圓柱體的(de)(de)公式(shi)(shi)尚無，采(cai)用(yong)Siebel自(zi)(zi)由鍛(duan)公式(shi)(shi)來(lai)確定坯(pi)料(liao)的(de)(de)鐓(dui)(dui)(dui)粗力(li)(li)。一(yi)般模鍛(duan)的(de)(de)壓(ya)(ya)力(li)(li)為自(zi)(zi)由鍛(duan)壓(ya)(ya)力(li)(li)的(de)(de)一(yi)倍。根據(ju)阿(a)亨(heng)工業大學(xue)塑性變形研(yan)究所的(de)(de)試驗(yan)指出，鍛(duan)壓(ya)(ya)力(li)(li)模鍛(duan)比自(zi)(zi)由鍛(duan)大一(yi)倍以上。坯(pi)料(liao)穿(chuan)孔時鐓(dui)(dui)(dui)粗力(li)(li)的(de)(de)計(ji)算(suan)公式(shi)(shi)如(ru)下(xia)：
尼科(ke)波(bo)爾南方鋼管(guan)廠計算敦粗力(li)的簡單公式：
2. 實心(xin)坯(pi)料穿孔(kong)時(shi)穿孔(kong)力的確定
實心坯料穿孔時(shi)的計算公式(shi)如下：
b. 尼科波爾南(nan)方鋼管廠確定穿孔力的(de)公式：
3. 預鉆(zhan)孔(kong)(kong)坯料(liao)擴孔(kong)(kong)時擴孔(kong)(kong)力的確定
預(yu)鉆(zhan)孔(kong)坯料擴孔(kong)時擴孔(kong)力的計算公式如下：
尼科波爾南(nan)方鋼(gang)管廠的經驗認為：
a. 在(zai)預鉆孔坯(pi)(pi)料擴孔時，坯(pi)(pi)料在(zai)穿(chuan)孔機(ji)上不進行(xing)鐓粗。其(qi)延(yan)伸系數取大于1,但比實心坯(pi)(pi)料穿(chuan)孔時小。
b. 擴孔(kong)力(li)可以按實心坯料穿孔(kong)的(de)公式來計算，其大小取為計算值的(de)25%~30%.
