一(yi)、坯料穿（擴）孔時的金屬(shu)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(pi)的穿孔(kong)(kong)和鉆孔(kong)(kong)坯(pi)的擴(kuo)孔(kong)(kong)，其金(jin)屬流(liu)動可以(yi)按相同的圖像(xiang)來描述。
1. 實(shi)心坯料穿(chuan)孔時的金屬(shu)流(liu)動
為(wei)了研(yan)究在立(li)式(shi)穿孔(kong)機上穿孔(kong)時金屬的流(liu)動，采用(yong)在兩端(duan)刻有坐標網格，不帶潤滑劑的坯料鐓(dui)粗(cu)后，穿孔(kong)“中止”，從徑向(xiang)平(ping)面上取樣制作顯微磨片（圖(tu)3-27)來進行(xing)分析。
由圖3-27可以看出，穿孔(kong)頭下端面形成倒錐形體的(de)(de)金屬“停滯區”，其大小取決于穿孔(kong)頭的(de)(de)形狀和所使用的(de)(de)工藝潤滑劑的(de)(de)效果。
而從穿孔(kong)余料（圖3-28)可以看(kan)出，在其上(shang)端面(mian)（圖3-28(a))留有坐標(biao)網格(ge)的(de)痕(hen)跡，下(xia)端面(mian)（圖3-28(b))也留有坐標(biao)網格(ge)的(de)痕(hen)跡，并在其徑(jing)向(xiang)斷面(mian)的(de)顯微磨(mo)片上(shang)看(kan)得出有倒錐(zhui)形(xing)“停滯區”的(de)金屬流線痕(hen)跡（圖3-28（c))。
據上所(suo)述，對于(yu)不帶玻璃潤滑劑的實心坯料穿孔工(gong)藝過程的金屬流動可做如下描(miao)述：
當穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)過程開始時，坯(pi)(pi)料進行預鐓粗，使坯(pi)(pi)料沿圓周(zhou)方向(xiang)金屬(shu)(shu)流動充滿(man)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)筒。此時，坯(pi)(pi)料直(zhi)徑(jing)與(yu)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)筒直(zhi)徑(jing)相同。當穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)桿下降(jiang)，穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)頭接(jie)觸(chu)(chu)坯(pi)(pi)料上(shang)端(duan)面時，由于工具與(yu)接(jie)觸(chu)(chu)坯(pi)(pi)料端(duan)面間的摩擦，在其(qi)接(jie)觸(chu)(chu)面下形(xing)成倒(dao)錐(zhui)(zhui)(zhui)體形(xing)的“停滯區”。當穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)桿繼續下降(jiang)時，停滯的錐(zhui)(zhui)(zhui)體狀金屬(shu)(shu)成為(wei)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)頭的“前(qian)(qian)錐(zhui)(zhui)(zhui)”，并(bing)隨著(zhu)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)頭的向(xiang)下推進，“前(qian)(qian)錐(zhui)(zhui)(zhui)”金屬(shu)(shu)楔入坯(pi)(pi)料中心，使向(xiang)徑(jing)向(xiang)延(yan)伸的變形(xing)金屬(shu)(shu)沿著(zhu)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)頭周(zhou)邊(bian)和(he)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)筒內壁(bi)向(xiang)上(shang)流動。
在(zai)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)過(guo)程結束時，穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)頭下(xia)面的停(ting)滯金(jin)屬留在(zai)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)余料(liao)的上(shang)端面。穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)余料(liao)進入“封底”剪(jian)切環后被切斷。而穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)坯料(liao)的下(xia)表(biao)面則(ze)由未(wei)變形的金(jin)屬組成。
在(zai)穿(chuan)孔過程中(zhong)，由于穿(chuan)孔頭下面(mian)(mian)部(bu)分金屬(shu)產生最強烈的變形(xing)(xing)，導致坯(pi)(pi)料中(zhong)心部(bu)位金屬(shu)的嚴重不均勻變形(xing)(xing)。穿(chuan)孔空心坯(pi)(pi)內(nei)表面(mian)(mian)金屬(shu)強烈的不均勻變形(xing)(xing)是最容易產生缺陷(xian)的部(bu)位。因而，往往在(zai)低塑性材料管材生產時，穿(chuan)孔空心坯(pi)(pi)在(zai)擠壓(ya)前，會進行冷卻、酸洗、檢查(cha)及磨修工序。
穿(chuan)孔(kong)(kong)時，玻(bo)璃潤(run)(run)(run)(run)滑(hua)劑(ji)(ji)的(de)(de)使(shi)用，使(shi)穿(chuan)孔(kong)(kong)頭下面(mian)(mian)的(de)(de)金屬停滯區大大減小，甚至良(liang)好的(de)(de)潤(run)(run)(run)(run)滑(hua)劑(ji)(ji)可(ke)以(yi)完全取(qu)代金屬停滯區的(de)(de)體積。特(te)別是(shi)下端(duan)面(mian)(mian)凹(ao)形(xing)穿(chuan)孔(kong)(kong)頭（圖2-28)的(de)(de)采用，使(shi)穿(chuan)孔(kong)(kong)頭的(de)(de)凹(ao)形(xing)端(duan)面(mian)(mian)的(de)(de)接觸處成為潤(run)(run)(run)(run)滑(hua)劑(ji)(ji)的(de)(de)“特(te)殊(shu)儲存器”，潤(run)(run)(run)(run)滑(hua)劑(ji)(ji)的(de)(de)熔化部分在穿(chuan)孔(kong)(kong)頭的(de)(de)周圍及(ji)其與變(bian)形(xing)金屬之間被均勻地(di)擠出一層(ceng)玻(bo)璃潤(run)(run)(run)(run)滑(hua)劑(ji)(ji)，潤(run)(run)(run)(run)滑(hua)穿(chuan)孔(kong)(kong)頭和坯料(liao)的(de)(de)內(nei)表面(mian)(mian)，以(yi)降低(di)摩擦(ca)系數，使(shi)剪(jian)切變(bian)形(xing)限制在潤(run)(run)(run)(run)滑(hua)層(ceng)的(de)(de)范圍內(nei)，從而降低(di)了不銹鋼管坯內(nei)表面(mian)(mian)產(chan)(chan)生缺陷的(de)(de)可(ke)能性，尤其是(shi)對于長坯料(liao)的(de)(de)生產(chan)(chan)效果更為顯著(zhu)。
同樣(yang)，坯料的外涂粉為坯料金屬與穿孔筒內(nei)襯(chen)的內(nei)表面接觸提(ti)供了潤滑條(tiao)件，使穿孔時的摩擦力和(he)不均(jun)勻變形區減小，有利于空心坯表面質量的提(ti)高(gao)。
2. 預鉆孔坯料(liao)擴孔時的金屬(shu)流動
預鉆孔坯(pi)料的(de)擴孔過程(cheng)沒有坯(pi)料的(de)鐓粗(cu)工序。
擴(kuo)孔(kong)過程(cheng)開(kai)始時(shi)，在特殊形(xing)狀擴(kuo)孔(kong)頭向(xiang)(xiang)下移動(dong)的(de)(de)作用(yong)下，坯料(liao)金(jin)屬開(kai)始塑(su)性流(liu)(liu)動(dong)。金(jin)屬首先(xian)向(xiang)(xiang)側面擴(kuo)張流(liu)(liu)動(dong)，至充(chong)滿坯料(liao)和穿孔(kong)筒內表面之間的(de)(de)間隙(xi)。然(ran)后向(xiang)(xiang)上(shang)流(liu)(liu)動(dong)。當擴(kuo)孔(kong)時(shi)的(de)(de)擴(kuo)徑力轉變為剪(jian)切力的(de)(de)瞬間，進行擴(kuo)孔(kong)余料(liao)的(de)(de)切除，結(jie)束(shu)整個擴(kuo)孔(kong)過程(cheng)。
擴孔過程中各階段金屬的流(liu)動如圖3-29所示。
二、坯料穿（擴）孔時變形(xing)力的確定
1. 坯(pi)料穿孔時鐓粗(cu)力的(de)確定
表述在穿孔筒中(zhong)鐓壓(ya)圓柱(zhu)體的(de)(de)公式(shi)(shi)尚無，采用Siebel自由鍛公式(shi)(shi)來確定坯料的(de)(de)鐓粗(cu)力(li)。一般模(mo)(mo)鍛的(de)(de)壓(ya)力(li)為(wei)自由鍛壓(ya)力(li)的(de)(de)一倍。根據阿亨工業大(da)學(xue)塑性(xing)變形研究所的(de)(de)試驗指(zhi)出，鍛壓(ya)力(li)模(mo)(mo)鍛比(bi)自由鍛大(da)一倍以上。坯料穿孔時(shi)鐓粗(cu)力(li)的(de)(de)計算(suan)公式(shi)(shi)如下：
尼科(ke)波爾南方(fang)鋼(gang)管廠計算敦粗力的簡單公式：
2. 實心坯(pi)料穿孔時穿孔力的確定(ding)
實心坯料(liao)穿(chuan)孔(kong)時的(de)計算(suan)公式(shi)如下：
b. 尼(ni)科波爾南方(fang)鋼管廠確(que)定穿孔力的公式(shi)：
3. 預鉆(zhan)孔坯料(liao)擴孔時擴孔力的確定
預鉆孔坯料擴(kuo)孔時(shi)擴(kuo)孔力的(de)計算公式如(ru)下：
尼科波爾南方(fang)鋼(gang)管廠的(de)經驗認為：
a. 在(zai)預鉆孔(kong)坯料擴孔(kong)時，坯料在(zai)穿孔(kong)機上(shang)不進行鐓粗。其(qi)延伸系(xi)數取大(da)于1,但比實心坯料穿孔(kong)時小。
b. 擴孔力(li)可以按(an)實心坯料穿孔的公式(shi)來計算(suan)，其(qi)大(da)小取(qu)為計算(suan)值的25%~30%.
