一(yi)、坯料(liao)穿（擴）孔(kong)時的金屬流動(dong)
不銹鋼管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。
實心坯的(de)(de)穿孔(kong)和鉆孔(kong)坯的(de)(de)擴孔(kong)，其金屬流動(dong)可以按相同的(de)(de)圖(tu)像來描述。
1. 實心坯料穿孔時的金(jin)屬(shu)流動
為了研(yan)究(jiu)在立式穿孔機(ji)上穿孔時金屬的流動，采用在兩端刻有坐標(biao)網格，不帶潤滑劑的坯料鐓(dui)粗后，穿孔“中(zhong)止”，從徑向平面上取樣制作顯微磨片（圖3-27)來進行分析(xi)。
由圖3-27可以看出，穿孔頭(tou)下端面形成(cheng)倒(dao)錐形體的(de)金屬(shu)“停滯區”，其大小取(qu)決(jue)于(yu)穿孔頭(tou)的(de)形狀和所使用(yong)的(de)工藝潤(run)滑劑的(de)效果。
而從穿孔余料(liao)（圖(tu)(tu)3-28)可以看出，在其上(shang)(shang)端面(mian)（圖(tu)(tu)3-28(a))留(liu)有(you)坐標(biao)(biao)網(wang)格的痕跡，下端面(mian)（圖(tu)(tu)3-28(b))也留(liu)有(you)坐標(biao)(biao)網(wang)格的痕跡，并在其徑向斷面(mian)的顯(xian)微磨片上(shang)(shang)看得出有(you)倒錐(zhui)形(xing)“停滯區(qu)”的金(jin)屬流(liu)線(xian)痕跡（圖(tu)(tu)3-28（c))。
據上所(suo)述，對于不帶玻(bo)璃(li)潤(run)滑劑的(de)實心坯(pi)料穿孔工藝過(guo)程的(de)金屬流動可做如(ru)下(xia)描述：
當(dang)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)過程開(kai)始時，坯(pi)(pi)料(liao)進(jin)行預鐓(dui)粗(cu)，使坯(pi)(pi)料(liao)沿圓(yuan)周方向金屬流動充滿穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)筒。此時，坯(pi)(pi)料(liao)直(zhi)徑與穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)筒直(zhi)徑相同。當(dang)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)桿下(xia)降，穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)頭(tou)(tou)接觸坯(pi)(pi)料(liao)上(shang)端面(mian)時，由于工具(ju)與接觸坯(pi)(pi)料(liao)端面(mian)間的(de)(de)(de)摩擦，在其接觸面(mian)下(xia)形(xing)成倒(dao)錐(zhui)體形(xing)的(de)(de)(de)“停滯區(qu)”。當(dang)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)桿繼續下(xia)降時，停滯的(de)(de)(de)錐(zhui)體狀金屬成為穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)頭(tou)(tou)的(de)(de)(de)“前錐(zhui)”，并隨(sui)著穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)頭(tou)(tou)的(de)(de)(de)向下(xia)推(tui)進(jin)，“前錐(zhui)”金屬楔(xie)入坯(pi)(pi)料(liao)中(zhong)心，使向徑向延伸的(de)(de)(de)變形(xing)金屬沿著穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)頭(tou)(tou)周邊和(he)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)筒內壁向上(shang)流動。
在穿(chuan)(chuan)孔過程(cheng)結束時，穿(chuan)(chuan)孔頭下面的(de)停(ting)滯(zhi)金屬留在穿(chuan)(chuan)孔余料(liao)的(de)上(shang)端面。穿(chuan)(chuan)孔余料(liao)進入“封底(di)”剪切環后被切斷。而(er)穿(chuan)(chuan)孔坯料(liao)的(de)下表面則由未變形的(de)金屬組成。
在穿孔過程中，由(you)于穿孔頭下面部分金屬(shu)產(chan)生最強(qiang)烈(lie)的(de)變(bian)(bian)形(xing)，導致坯(pi)料中心部位金屬(shu)的(de)嚴(yan)重不(bu)均勻(yun)變(bian)(bian)形(xing)。穿孔空心坯(pi)內表面金屬(shu)強(qiang)烈(lie)的(de)不(bu)均勻(yun)變(bian)(bian)形(xing)是最容(rong)易產(chan)生缺陷(xian)的(de)部位。因而，往(wang)往(wang)在低塑性(xing)材料管材生產(chan)時，穿孔空心坯(pi)在擠壓前，會進行冷卻、酸洗、檢查及磨修工序。
穿(chuan)(chuan)孔時(shi)，玻璃(li)潤(run)(run)滑(hua)(hua)劑(ji)(ji)的(de)(de)使(shi)用(yong)，使(shi)穿(chuan)(chuan)孔頭(tou)(tou)下(xia)面的(de)(de)金(jin)屬停(ting)滯(zhi)區大(da)大(da)減小，甚至(zhi)良好(hao)的(de)(de)潤(run)(run)滑(hua)(hua)劑(ji)(ji)可以(yi)完全取代金(jin)屬停(ting)滯(zhi)區的(de)(de)體(ti)積。特別是下(xia)端(duan)面凹(ao)形(xing)穿(chuan)(chuan)孔頭(tou)(tou)（圖2-28)的(de)(de)采用(yong)，使(shi)穿(chuan)(chuan)孔頭(tou)(tou)的(de)(de)凹(ao)形(xing)端(duan)面的(de)(de)接觸處成為潤(run)(run)滑(hua)(hua)劑(ji)(ji)的(de)(de)“特殊儲(chu)存器”，潤(run)(run)滑(hua)(hua)劑(ji)(ji)的(de)(de)熔化部分(fen)在(zai)穿(chuan)(chuan)孔頭(tou)(tou)的(de)(de)周圍及其與變形(xing)金(jin)屬之間被(bei)均勻(yun)地擠出(chu)一(yi)層玻璃(li)潤(run)(run)滑(hua)(hua)劑(ji)(ji)，潤(run)(run)滑(hua)(hua)穿(chuan)(chuan)孔頭(tou)(tou)和坯(pi)料(liao)的(de)(de)內(nei)表(biao)面，以(yi)降低(di)摩擦系數，使(shi)剪(jian)切變形(xing)限制在(zai)潤(run)(run)滑(hua)(hua)層的(de)(de)范圍內(nei)，從而降低(di)了(le)不銹鋼管(guan)坯(pi)內(nei)表(biao)面產生缺陷的(de)(de)可能(neng)性，尤其是對于(yu)長坯(pi)料(liao)的(de)(de)生產效果更(geng)為顯著。
同樣，坯料的(de)外涂粉(fen)為坯料金屬(shu)與穿(chuan)孔筒內(nei)襯(chen)的(de)內(nei)表面接(jie)觸提供了潤滑(hua)條件，使(shi)穿(chuan)孔時(shi)的(de)摩擦(ca)力(li)和不均勻變形區減小，有利于空心坯表面質量的(de)提高。
2. 預(yu)鉆孔坯料擴孔時的(de)金屬流(liu)動
預鉆孔(kong)坯料的(de)擴孔(kong)過程沒有坯料的(de)鐓粗工(gong)序。
擴(kuo)(kuo)孔(kong)過程開(kai)始(shi)時，在特殊形(xing)狀(zhuang)擴(kuo)(kuo)孔(kong)頭向(xiang)下移動(dong)的作用下，坯(pi)料金屬開(kai)始(shi)塑性流動(dong)。金屬首先向(xiang)側面擴(kuo)(kuo)張流動(dong)，至(zhi)充滿坯(pi)料和穿孔(kong)筒內表(biao)面之間的間隙。然后向(xiang)上流動(dong)。當擴(kuo)(kuo)孔(kong)時的擴(kuo)(kuo)徑(jing)力轉變為剪切力的瞬(shun)間，進(jin)行擴(kuo)(kuo)孔(kong)余料的切除，結束整(zheng)個擴(kuo)(kuo)孔(kong)過程。
擴孔過程中各階段(duan)金(jin)屬的流動如圖3-29所示。
二(er)、坯料穿（擴）孔時變(bian)形力的確定
1. 坯料穿孔時鐓粗力的(de)確定
表述(shu)在穿孔(kong)筒(tong)中鐓壓(ya)圓柱體(ti)的(de)(de)公式尚無，采(cai)用Siebel自(zi)由鍛(duan)(duan)(duan)公式來確定坯料的(de)(de)鐓粗力(li)。一般模鍛(duan)(duan)(duan)的(de)(de)壓(ya)力(li)為(wei)自(zi)由鍛(duan)(duan)(duan)壓(ya)力(li)的(de)(de)一倍(bei)。根據阿亨工業大學塑性變形研究所的(de)(de)試驗(yan)指出，鍛(duan)(duan)(duan)壓(ya)力(li)模鍛(duan)(duan)(duan)比自(zi)由鍛(duan)(duan)(duan)大一倍(bei)以上。坯料穿孔(kong)時鐓粗力(li)的(de)(de)計算公式如下：
尼科波爾南(nan)方(fang)鋼(gang)管廠計算敦粗力(li)的簡單公式：
2. 實心坯料穿孔時穿孔力的確定
實心坯料(liao)穿孔時的計算(suan)公式如下：
b. 尼科波(bo)爾南方(fang)鋼管廠確定穿孔力的公式：
3. 預鉆孔坯料擴(kuo)孔時擴(kuo)孔力的確定
預鉆孔(kong)坯(pi)料擴孔(kong)時擴孔(kong)力的計算公式如下：
尼科波爾南方鋼管廠的經驗認為：
a. 在(zai)(zai)預鉆孔坯料(liao)擴孔時(shi)，坯料(liao)在(zai)(zai)穿(chuan)孔機(ji)上不進(jin)行(xing)鐓粗。其延伸系數取大于1,但比(bi)實心坯料(liao)穿(chuan)孔時(shi)小(xiao)。
b. 擴孔力(li)可以按實心坯料(liao)穿孔的公式來計算，其大小取為計算值的25%~30%.
