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(chuan)孔機的能(neng)力／MN 9 12 20 25
坯料最(zui)大直(zhi)徑／mm 270 310 400 480
空心坯最大(da)長度／mm 700 1000 1250 1400
穿孔(kong)時，為(wei)了(le)減小坯(pi)料與穿孔(kong)筒內襯(chen)之間的間隙，坯(pi)料需經過預鐓(dui)粗工(gong)序，目(mu)的是為(wei)了(le)提高穿孔(kong)后(hou)空(kong)心(xin)(xin)坯(pi)的同心(xin)(xin)度(du)和(he)減小空(kong)心(xin)(xin)壞內孔(kong)的彎曲度(du)，此外還(huan)滿足(zu)以下(xia)條(tiao)件(jian)：
對(dui)于(yu)碳素鋼(gang)和合金鋼(gang)，坯料和穿孔(kong)筒內襯直(zhi)徑之差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(tong)時，還須考(kao)慮(lv)到(dao)在坯(pi)料裝入穿(chuan)孔筒(tong)時，厚度約為(wei)1mm的潤滑劑層不被擦掉。
為了使還料在穿孔筒內襯中的對中，經(jing)常(chang)把內襯做成不(bu)大(da)的錐度（1：500).這也(ye)便于(yu)在推出(chu)坯(pi)料時，空心壞(huai)能順利退出(chu)。
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)
其中，每一(yi)個系(xi)數都被定義為坯(pi)料的(de)原始面(mian)積和變形后的(de)面(mian)積的(de)比值。因此，可以通過工藝工具尺寸的(de)延伸系(xi)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(bu)銹(xiu)鋼(gang)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)料和穿孔(kong)(kong)筒內(nei)襯(chen)之間的(de)間隙增大，而穿孔(kong)(kong)前(qian)坯(pi)料又(you)沒有充分鐓(dui)粗(cu)，穿孔(kong)(kong)后空心(xin)坯(pi)的(de)壁厚不均增大。如果(guo)間隙從(cong)3mm增大至15mm,則空心(xin)坯(pi)的(de)壁厚不均提(ti)高到(dao)5%~15%.
當(dang)坯料鐓粗時(shi)，在金屬中要達到為(wei)(wei)完全(quan)充滿(man)間隙所足(zu)夠的(de)單位壓力，但又(you)不能使(shi)工(gong)具(ju)超負荷。對于(yu)321不銹(xiu)鋼(gang)，鐓粗最佳(jia)的(de)單位壓力值計算得(de)出為(wei)(wei)100~150MPa,否則，將使(shi)空心坯的(de)壁厚不均增大。
采用圖(tu)2-29所示斷面形(xing)狀的穿(chuan)(chuan)孔頭作(zuo)為(wei)實心坯(pi)(pi)料的穿(chuan)(chuan)孔工具時，得(de)到的穿(chuan)(chuan)孔空心坯(pi)(pi)的壁厚不均較(jiao)小。這已經(jing)在生產實踐中得(de)到證實。
坯料(liao)穿孔時(shi)，穿孔頭承受最繁(fan)重的工作條件，其(qi)工作帶和沿外(wai)徑的棱緣(yuan)，即側面和端面的圓角承受最大(da)的加(jia)熱和磨損(sun)（圖2-30),棱緣(yuan)的磨損(sun)引起穿孔空心(xin)坯的壁厚(hou)不均勻(yun)。而(er)當這種棱緣(yuan)磨損(sun)不均衡，甚至是(shi)單(dan)方面的磨損(sun)時(shi)，對(dui)產(chan)生空心(xin)坯壁厚(hou)不均勻(yun)的影響將(jiang)特別嚴重。
一(yi)般采用熱穩定性好(hao)、鎢含量高的鋼(gang)(gang)來(lai)制造(zao)穿(chuan)孔(kong)頭，如3Cr2W8V、4Cr5W2VSi、35Cr5WMoSi、Ni12等鋼(gang)(gang)種，并用制造(zao)穿(chuan)孔(kong)芯棒的余料來(lai)制造(zao)。其用(yong)(yong)于穿(chuan)孔不(bu)銹鋼坯料(liao)時，穿(chuan)孔頭(tou)的使用(yong)(yong)壽命不(bu)超過30~40次／只。
生(sheng)產中，輪流地(di)利用安裝(zhuang)在穿(chuan)孔芯(xin)棒(bang)上的成套穿(chuan)孔頭（由10~15個組成）是最有效的。穿(chuan)孔芯(xin)棒(bang)采用不(bu)同的對中系統對空(kong)心(xin)坯(pi)壁(bi)厚不(bu)均有影響。坯(pi)料經(jing)過(guo)定心(xin)的穿(chuan)孔墊鐓(dui)粗和穿(chuan)孔之(zhi)后，得(de)到的空(kong)心(xin)坯(pi)的壁(bi)厚不(bu)均最小。僅極少數空(kong)心(xin)坯(pi)的壁(bi)厚不(bu)均達(da)到3mm.在這種(zhong)情況(kuang)下，空(kong)心(xin)坯(pi)長度L,與內徑d,之(zhi)比可以增大至(zhi)7。
為了消(xiao)除穿(chuan)孔(kong)頭側面和端(duan)面棱緣的不均(jun)勻磨損，減小(xiao)穿(chuan)孔(kong)空心坯(pi)的壁厚不均(jun)，在現代(dai)化穿(chuan)孔(kong)機(ji)上(shang)，采用了鐓(dui)粗(cu)桿和穿(chuan)孔(kong)芯(xin)棒運動的套管系(xi)統(tong)（圖2-31)。坯(pi)料(liao)鐓(dui)粗(cu)后，鐓(dui)粗(cu)桿不返回，而是繼續壓在坯(pi)料(liao)上(shang)，這樣(yang)可以讓穿(chuan)孔(kong)芯(xin)棒精確地對準坯(pi)料(liao)中(zhong)心，并減小(xiao)穿(chuan)孔(kong)芯(xin)棒的自由(you)長度。
采用(yong)波狀的(de)穿孔(kong)(kong)頭(tou)進行穿孔(kong)(kong)時(shi)，實現了(le)穿孔(kong)(kong)頭(tou)對于穿孔(kong)(kong)坯料的(de)附加(jia)定(ding)心(xin)。穿孔(kong)(kong)時(shi)借(jie)助于插在(zai)(zai)穿孔(kong)(kong)頭(tou)切口上的(de)彈簧，將穿孔(kong)(kong)頭(tou)固(gu)定(ding)在(zai)(zai)穿孔(kong)(kong)桿上。
帶(dai)有穿孔(kong)桿在套管系(xi)統中運(yun)動的穿孔(kong)機上的穿孔(kong)頭，其使用條件十分惡劣，穩定性能良好的高鎢鋼制造，如4Cr5W2VSi和3Cr2W8V或H13等。
可以將(jiang)穿孔(kong)(kong)頭和高溫壞料的接觸表(biao)面做成有圓弧倒棱的凹(ao)面（圖2-32)這樣可以保證在整個穿孔(kong)(kong)周期中，潤滑劑均勻地進入變形區(qu)，以提高穿孔(kong)(kong)后空(kong)心坯的質量。
加熱溫(wen)度(du)(du)及其在坯料(liao)中分布的均勻性對穿(chuan)孔后空(kong)心坯壁厚不均的影(ying)響試險表(biao)明：溫(wen)度(du)(du)從1160℃升高到1225℃穿(chuan)孔時，空(kong)心坯的平均壁厚不均值下降了36.5%.這是由于(yu)穿(chuan)孔力下降所致。
穿孔前，不(bu)銹(xiu)鋼管(guan)坯料(liao)的(de)(de)加(jia)(jia)熱(re)溫(wen)(wen)度(du)應(ying)該(gai)是(shi)均(jun)勻的(de)(de)，但要做到(dao)(dao)加(jia)(jia)熱(re)溫(wen)(wen)度(du)絕對均(jun)勻是(shi)不(bu)現實的(de)(de)。一般當坯料(liao)橫截面上的(de)(de)溫(wen)(wen)差(cha)不(bu)超過30℃時，得到(dao)(dao)的(de)(de)結果是(shi)可以令人滿意的(de)(de)。這是(shi)由于加(jia)(jia)熱(re)到(dao)(dao)高溫(wen)(wen)的(de)(de)坯料(liao)在(zai)(zai)輸送過程(cheng)中，低溫(wen)(wen)區通(tong)過熱(re)傳(chuan)導而使(shi)溫(wen)(wen)度(du)得到(dao)(dao)補償。但在(zai)(zai)感應(ying)加(jia)(jia)熱(re)爐中加(jia)(jia)熱(re)的(de)(de)坯料(liao)端部溫(wen)(wen)度(du)降低，引起坯料(liao)在(zai)(zai)長度(du)上，尤其是(shi)端面溫(wen)(wen)差(cha)增(zeng)大時，會導致(zhi)穿孔后(hou)空心坯壁厚不(bu)均(jun)和內孔彎曲度(du)增(zeng)加(jia)(jia)。
此外，穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)頭(tou)的形狀不正(zheng)確，穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)頭(tou)和穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)對(dui)中模的間隙(xi)不當(dang)等(deng)，都會導(dao)致空(kong)心坯壁厚不均或內孔(kong)(kong)(kong)彎曲(qu)。但(dan)當(dang)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)頭(tou)帶有導(dao)向的尖頭(tou)時，可以減小(xiao)空(kong)心坯偏心或內孔(kong)(kong)(kong)彎曲(qu)缺陷。
采用帶(dai)有定(ding)(ding)心(xin)(xin)孔(kong)(kong)(kong)(kong)的(de)實心(xin)(xin)坯(pi)(pi)料(liao)(liao)(liao)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)，也可以(yi)提(ti)高穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)后空(kong)心(xin)(xin)坯(pi)(pi)的(de)同(tong)心(xin)(xin)度(du)和內孔(kong)(kong)(kong)(kong)的(de)平(ping)直(zhi)度(du)。定(ding)(ding)心(xin)(xin)孔(kong)(kong)(kong)(kong)的(de)直(zhi)徑大(da)小與穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)頭(tou)頭(tou)部(bu)導向尖的(de)直(zhi)徑相匹(pi)配，定(ding)(ding)心(xin)(xin)孔(kong)(kong)(kong)(kong)的(de)深度(du)為(wei)不銹鋼管坯(pi)(pi)料(liao)(liao)(liao)上部(bu)端面起1/4~1/3坯(pi)(pi)長(chang)。這是(shi)由(you)于在坯(pi)(pi)料(liao)(liao)(liao)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)的(de)不穩定(ding)(ding)階段，定(ding)(ding)心(xin)(xin)孔(kong)(kong)(kong)(kong)的(de)導向作(zuo)用對(dui)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)后空(kong)心(xin)(xin)壞(huai)的(de)質量起到事半功倍的(de)效果所致。
