一、坯料(liao)穿（擴）孔(kong)時的金(jin)屬流動
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(xin)坯的穿(chuan)孔和鉆孔坯的擴孔，其(qi)金屬(shu)流動(dong)可以(yi)按(an)相同的圖像(xiang)來描(miao)述。
1. 實心坯料穿孔時(shi)的金(jin)屬流動
為了(le)研(yan)究(jiu)在(zai)(zai)立(li)式穿孔(kong)機上穿孔(kong)時金屬的(de)流(liu)動，采用在(zai)(zai)兩端(duan)刻有坐(zuo)標(biao)網格，不帶潤滑(hua)劑的(de)坯料鐓粗后，穿孔(kong)“中止(zhi)”，從徑(jing)向平(ping)面上取樣制作顯微磨(mo)片（圖3-27)來(lai)進行分析(xi)。
由圖(tu)3-27可以(yi)看(kan)出，穿孔頭(tou)下(xia)端面形(xing)成(cheng)倒錐形(xing)體(ti)的(de)(de)金(jin)屬“停(ting)滯區”，其大小取決(jue)于穿孔頭(tou)的(de)(de)形(xing)狀和所使用的(de)(de)工藝潤滑劑的(de)(de)效果。
而從穿孔余料（圖(tu)3-28)可以看出(chu)(chu)，在(zai)其上端面（圖(tu)3-28(a))留有坐(zuo)標網(wang)格(ge)的痕(hen)(hen)跡(ji)(ji)，下(xia)端面（圖(tu)3-28(b))也(ye)留有坐(zuo)標網(wang)格(ge)的痕(hen)(hen)跡(ji)(ji)，并在(zai)其徑向斷面的顯微磨(mo)片上看得出(chu)(chu)有倒錐形“停滯區”的金屬流線痕(hen)(hen)跡(ji)(ji)（圖(tu)3-28（c))。
據上所述，對于不帶玻(bo)璃潤(run)滑劑的實心坯料穿(chuan)孔工藝過程的金屬流(liu)動可做如下描述：
當(dang)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)過程開(kai)始時，坯(pi)(pi)料(liao)進行預鐓粗(cu)，使(shi)坯(pi)(pi)料(liao)沿圓周方向金(jin)屬(shu)流(liu)動充滿穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)筒(tong)。此時，坯(pi)(pi)料(liao)直(zhi)徑與(yu)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)筒(tong)直(zhi)徑相(xiang)同。當(dang)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)桿下(xia)(xia)降(jiang)，穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)頭(tou)接觸坯(pi)(pi)料(liao)上(shang)端面時，由于工具與(yu)接觸坯(pi)(pi)料(liao)端面間(jian)的(de)(de)摩擦，在其接觸面下(xia)(xia)形(xing)(xing)成倒(dao)錐(zhui)體形(xing)(xing)的(de)(de)“停(ting)滯區(qu)”。當(dang)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)桿繼續下(xia)(xia)降(jiang)時，停(ting)滯的(de)(de)錐(zhui)體狀(zhuang)金(jin)屬(shu)成為穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)頭(tou)的(de)(de)“前錐(zhui)”，并隨著(zhu)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)頭(tou)的(de)(de)向下(xia)(xia)推進，“前錐(zhui)”金(jin)屬(shu)楔入(ru)坯(pi)(pi)料(liao)中(zhong)心，使(shi)向徑向延伸的(de)(de)變形(xing)(xing)金(jin)屬(shu)沿著(zhu)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)頭(tou)周邊和(he)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)筒(tong)內壁向上(shang)流(liu)動。
在穿(chuan)(chuan)孔過程(cheng)結束時，穿(chuan)(chuan)孔頭下(xia)面的停滯金(jin)屬留在穿(chuan)(chuan)孔余(yu)(yu)料(liao)的上端面。穿(chuan)(chuan)孔余(yu)(yu)料(liao)進入“封(feng)底(di)”剪切環(huan)后被切斷(duan)。而(er)穿(chuan)(chuan)孔坯料(liao)的下(xia)表面則(ze)由未變形的金(jin)屬組(zu)成。
在穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)過(guo)程中(zhong)，由于(yu)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)頭下面(mian)部分金(jin)(jin)屬產(chan)生(sheng)最強烈的(de)變(bian)(bian)形(xing)，導致坯料中(zhong)心部位金(jin)(jin)屬的(de)嚴重不均勻變(bian)(bian)形(xing)。穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)空(kong)心坯內表面(mian)金(jin)(jin)屬強烈的(de)不均勻變(bian)(bian)形(xing)是最容(rong)易產(chan)生(sheng)缺陷的(de)部位。因(yin)而，往(wang)往(wang)在低塑性材料管材生(sheng)產(chan)時(shi)，穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)空(kong)心坯在擠壓前(qian)，會進行冷卻、酸洗、檢查及磨(mo)修(xiu)工序。
穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)時，玻璃潤(run)(run)滑(hua)(hua)劑(ji)的(de)(de)(de)使(shi)用(yong)，使(shi)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)頭下(xia)(xia)面的(de)(de)(de)金屬(shu)停(ting)滯區大(da)大(da)減小，甚至良好的(de)(de)(de)潤(run)(run)滑(hua)(hua)劑(ji)可(ke)以(yi)(yi)完全(quan)取代金屬(shu)停(ting)滯區的(de)(de)(de)體積。特別是(shi)下(xia)(xia)端(duan)面凹形(xing)(xing)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)頭（圖2-28)的(de)(de)(de)采用(yong)，使(shi)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)頭的(de)(de)(de)凹形(xing)(xing)端(duan)面的(de)(de)(de)接(jie)觸處(chu)成為潤(run)(run)滑(hua)(hua)劑(ji)的(de)(de)(de)“特殊(shu)儲存(cun)器”，潤(run)(run)滑(hua)(hua)劑(ji)的(de)(de)(de)熔化部分在穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)頭的(de)(de)(de)周圍及其(qi)與變形(xing)(xing)金屬(shu)之間被均勻地擠出一(yi)層(ceng)玻璃潤(run)(run)滑(hua)(hua)劑(ji)，潤(run)(run)滑(hua)(hua)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)頭和坯(pi)(pi)料(liao)的(de)(de)(de)內(nei)表面，以(yi)(yi)降(jiang)低摩(mo)擦系數，使(shi)剪切變形(xing)(xing)限(xian)制在潤(run)(run)滑(hua)(hua)層(ceng)的(de)(de)(de)范圍內(nei)，從而降(jiang)低了不銹鋼管(guan)坯(pi)(pi)內(nei)表面產生缺陷(xian)的(de)(de)(de)可(ke)能性，尤其(qi)是(shi)對于長坯(pi)(pi)料(liao)的(de)(de)(de)生產效(xiao)果(guo)更(geng)為顯著。
同(tong)樣，坯料的(de)外涂粉為(wei)坯料金屬(shu)與(yu)穿孔筒內襯的(de)內表(biao)面(mian)接觸(chu)提供(gong)了(le)潤滑條(tiao)件(jian)，使穿孔時的(de)摩擦(ca)力和不均勻變形區減小，有(you)利于空心坯表(biao)面(mian)質量的(de)提高。
2. 預鉆孔坯料(liao)擴孔時的金(jin)屬流動
預(yu)鉆孔(kong)坯料的擴孔(kong)過程沒有(you)坯料的鐓粗(cu)工序。
擴孔過(guo)程(cheng)開(kai)(kai)始(shi)時，在(zai)特殊形狀擴孔頭向下(xia)移(yi)動(dong)的作用下(xia)，坯料金(jin)屬(shu)開(kai)(kai)始(shi)塑性(xing)流動(dong)。金(jin)屬(shu)首先向側面擴張流動(dong)，至(zhi)充滿坯料和穿孔筒內表面之間(jian)的間(jian)隙。然后(hou)向上流動(dong)。當擴孔時的擴徑力(li)轉變為剪切力(li)的瞬間(jian)，進(jin)行擴孔余料的切除，結束整個擴孔過(guo)程(cheng)。
擴(kuo)孔過程中各階段金屬的流動如(ru)圖(tu)3-29所示。
二(er)、坯料穿（擴）孔(kong)時(shi)變形力的確定(ding)
1. 坯料穿孔(kong)時鐓(dui)粗力的(de)確定
表述在穿孔筒中(zhong)鐓壓圓柱(zhu)體的(de)(de)公式(shi)尚無，采用(yong)Siebel自由鍛公式(shi)來(lai)確定坯(pi)料(liao)的(de)(de)鐓粗(cu)力(li)。一般模鍛的(de)(de)壓力(li)為自由鍛壓力(li)的(de)(de)一倍(bei)。根據阿亨(heng)工業大(da)學塑性變形研究所的(de)(de)試驗指出，鍛壓力(li)模鍛比自由鍛大(da)一倍(bei)以(yi)上。坯(pi)料(liao)穿孔時鐓粗(cu)力(li)的(de)(de)計算公式(shi)如下：
尼科波爾南方鋼(gang)管(guan)廠(chang)計算敦粗力的簡單公式：
2. 實(shi)心坯(pi)料(liao)穿孔時穿孔力的確定
實心坯(pi)料穿孔(kong)時的計(ji)算公式(shi)如下：
b. 尼科(ke)波爾南方(fang)鋼管廠確定(ding)穿(chuan)孔力(li)的(de)公(gong)式：
3. 預鉆(zhan)孔坯料擴孔時(shi)擴孔力的(de)確定
預鉆(zhan)孔坯料擴(kuo)(kuo)孔時擴(kuo)(kuo)孔力的計算公式如下：
尼(ni)科(ke)波爾(er)南方鋼管廠(chang)的經(jing)驗認為：
a. 在(zai)預鉆(zhan)孔坯(pi)料擴孔時，坯(pi)料在(zai)穿(chuan)孔機上不進(jin)行鐓粗。其延(yan)伸系數取(qu)大于(yu)1,但比實心坯(pi)料穿(chuan)孔時小。
b. 擴孔(kong)力可以(yi)按實心坯料穿孔(kong)的(de)公式來計算(suan)，其大小取為計算(suan)值的(de)25%~30%.
