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(xiu)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：
穿孔(kong)機的(de)能力(li)／MN 9 12 20 25
坯料最(zui)大(da)直徑／mm 270 310 400 480
空(kong)心(xin)坯最大長度／mm 700 1000 1250 1400
穿孔(kong)(kong)時，為了減(jian)小(xiao)(xiao)坯(pi)料(liao)與穿孔(kong)(kong)筒內襯(chen)之間的(de)(de)間隙，坯(pi)料(liao)需經過預鐓粗工序，目的(de)(de)是為了提高(gao)穿孔(kong)(kong)后空心(xin)坯(pi)的(de)(de)同(tong)心(xin)度(du)和減(jian)小(xiao)(xiao)空心(xin)壞內孔(kong)(kong)的(de)(de)彎曲度(du)，此(ci)外還滿足以(yi)下條件：
對于(yu)碳素鋼(gang)和合金鋼(gang)，坯料和穿孔筒內(nei)襯(chen)直徑之(zhi)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。
同時(shi)，還(huan)須考慮(lv)到在坯(pi)料(liao)裝入(ru)穿孔(kong)筒時(shi)，厚度約為1mm的潤(run)滑(hua)劑層不被擦(ca)掉(diao)。
為了使還料(liao)在(zai)穿孔筒(tong)內襯(chen)中的對中，經常把內襯(chen)做成(cheng)不(bu)大的錐度(du)（1：500).這也便于在(zai)推出坯(pi)料(liao)時，空(kong)心壞能(neng)順利退出。
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，每一個系數(shu)都被定義為坯料的原始(shi)面積和變形后(hou)的面積的比值。因此，可以通(tong)過(guo)工藝工具尺寸的延(yan)伸系數(shu)完成以下(xia)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不銹鋼(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(dang)坯(pi)料和穿孔筒內襯之間的(de)間隙(xi)增(zeng)大，而(er)穿孔前(qian)坯(pi)料又沒有充分鐓粗，穿孔后(hou)空心(xin)坯(pi)的(de)壁厚不均增(zeng)大。如果間隙(xi)從3mm增(zeng)大至15mm,則空心(xin)坯(pi)的(de)壁厚不均提高到5%~15%.
當坯(pi)料鐓(dui)(dui)粗時，在金(jin)屬中要達到為完(wan)全充滿間(jian)隙所(suo)足夠的(de)單位壓(ya)力，但(dan)又(you)不能使工具超負(fu)荷(he)。對(dui)于321不銹(xiu)鋼，鐓(dui)(dui)粗最佳的(de)單位壓(ya)力值(zhi)計(ji)算得出為100~150MPa,否則(ze)，將使空(kong)心坯(pi)的(de)壁厚(hou)不均增大。
采用圖(tu)2-29所示斷面形狀的穿孔(kong)頭作(zuo)為實心(xin)坯料(liao)的穿孔(kong)工(gong)具時(shi)，得到(dao)的穿孔(kong)空(kong)心(xin)坯的壁厚不均較小(xiao)。這已(yi)經在生產實踐中得到(dao)證(zheng)實。
坯料穿(chuan)(chuan)孔時，穿(chuan)(chuan)孔頭承(cheng)(cheng)受(shou)最繁重的(de)(de)(de)工作條件，其工作帶和沿外(wai)徑的(de)(de)(de)棱(leng)緣，即(ji)側面(mian)和端面(mian)的(de)(de)(de)圓角(jiao)承(cheng)(cheng)受(shou)最大的(de)(de)(de)加熱和磨(mo)損（圖(tu)2-30),棱(leng)緣的(de)(de)(de)磨(mo)損引起穿(chuan)(chuan)孔空(kong)心坯的(de)(de)(de)壁(bi)厚(hou)不(bu)均勻。而當這種(zhong)棱(leng)緣磨(mo)損不(bu)均衡，甚至是單方(fang)面(mian)的(de)(de)(de)磨(mo)損時，對產生空(kong)心坯壁(bi)厚(hou)不(bu)均勻的(de)(de)(de)影響將特別嚴(yan)重。
一(yi)般采(cai)用熱穩定性好、鎢(wu)含(han)量高(gao)的鋼來制造(zao)穿(chuan)孔頭，如3Cr2W8V、4Cr5W2VSi、35Cr5WMoSi、Ni12等鋼種，并用制造(zao)穿(chuan)孔芯棒(bang)的余料來制造(zao)。其用于穿孔(kong)不銹(xiu)鋼(gang)坯料時，穿孔(kong)頭的使用壽命不超過30~40次／只。
生(sheng)產中，輪流地利(li)用(yong)安裝在(zai)穿(chuan)孔芯棒上的(de)成套穿(chuan)孔頭（由10~15個(ge)組成）是最有效的(de)。穿(chuan)孔芯棒采用(yong)不同的(de)對中系(xi)統對空(kong)(kong)心坯壁(bi)(bi)厚(hou)不均有影(ying)響。坯料(liao)經過定心的(de)穿(chuan)孔墊(dian)鐓粗和穿(chuan)孔之(zhi)后(hou)，得到(dao)(dao)的(de)空(kong)(kong)心坯的(de)壁(bi)(bi)厚(hou)不均最小。僅極少數(shu)空(kong)(kong)心坯的(de)壁(bi)(bi)厚(hou)不均達到(dao)(dao)3mm.在(zai)這(zhe)種情(qing)況(kuang)下，空(kong)(kong)心坯長(chang)度L,與內徑(jing)d,之(zhi)比可(ke)以增大至7。
為了消除(chu)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)頭側面和端面棱緣的(de)不(bu)均勻磨(mo)損，減小穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)空心坯(pi)的(de)壁厚(hou)不(bu)均，在現代(dai)化穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)機上，采用了鐓(dui)粗桿和穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)芯(xin)棒(bang)運(yun)動的(de)套管系統(tong)（圖2-31)。坯(pi)料(liao)鐓(dui)粗后，鐓(dui)粗桿不(bu)返回，而是繼續(xu)壓在坯(pi)料(liao)上，這樣可以讓穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)芯(xin)棒(bang)精確地對(dui)準坯(pi)料(liao)中心，并減小穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)芯(xin)棒(bang)的(de)自由長(chang)度。
采用(yong)波(bo)狀的(de)穿(chuan)(chuan)孔頭進行穿(chuan)(chuan)孔時(shi)，實現了穿(chuan)(chuan)孔頭對于穿(chuan)(chuan)孔坯料(liao)的(de)附加定心。穿(chuan)(chuan)孔時(shi)借(jie)助于插在穿(chuan)(chuan)孔頭切口上的(de)彈簧，將穿(chuan)(chuan)孔頭固定在穿(chuan)(chuan)孔桿上。
帶有穿(chuan)孔桿在套管系(xi)統中運動的穿(chuan)孔機(ji)上的穿(chuan)孔頭，其使(shi)用條(tiao)件十(shi)分(fen)惡劣(lie)，穩定(ding)性能(neng)良好的高(gao)鎢鋼(gang)制造，如(ru)4Cr5W2VSi和3Cr2W8V或H13等。
可以將穿孔(kong)頭和(he)高(gao)溫(wen)壞料(liao)的(de)接觸表面做成有圓弧倒棱的(de)凹面（圖2-32)這(zhe)樣(yang)可以保證在整個(ge)穿孔(kong)周期中(zhong)，潤滑劑均(jun)勻地進入變形區，以提高(gao)穿孔(kong)后(hou)空心坯的(de)質量。
加熱溫(wen)度及(ji)其(qi)在坯(pi)(pi)料中分布(bu)的(de)均(jun)(jun)勻性對(dui)穿孔后空(kong)心(xin)(xin)坯(pi)(pi)壁(bi)厚(hou)不均(jun)(jun)的(de)影響(xiang)試險(xian)表明：溫(wen)度從1160℃升高到1225℃穿孔時，空(kong)心(xin)(xin)坯(pi)(pi)的(de)平(ping)均(jun)(jun)壁(bi)厚(hou)不均(jun)(jun)值(zhi)下降(jiang)(jiang)了36.5%.這(zhe)是由于穿孔力下降(jiang)(jiang)所致。
穿孔(kong)(kong)(kong)前，不銹鋼管坯(pi)料(liao)的加(jia)(jia)熱溫(wen)度(du)應該是(shi)(shi)(shi)均(jun)勻的，但(dan)要做到加(jia)(jia)熱溫(wen)度(du)絕(jue)對均(jun)勻是(shi)(shi)(shi)不現實的。一般當坯(pi)料(liao)橫截面上的溫(wen)差不超(chao)過30℃時，得到的結(jie)果是(shi)(shi)(shi)可以令人滿意的。這是(shi)(shi)(shi)由于加(jia)(jia)熱到高溫(wen)的坯(pi)料(liao)在輸送過程中，低(di)溫(wen)區(qu)通過熱傳導而使溫(wen)度(du)得到補(bu)償。但(dan)在感應加(jia)(jia)熱爐中加(jia)(jia)熱的坯(pi)料(liao)端部溫(wen)度(du)降低(di)，引起坯(pi)料(liao)在長度(du)上，尤(you)其是(shi)(shi)(shi)端面溫(wen)差增大時，會導致穿孔(kong)(kong)(kong)后空心坯(pi)壁厚不均(jun)和內(nei)孔(kong)(kong)(kong)彎曲度(du)增加(jia)(jia)。
此(ci)外，穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)頭(tou)的形狀不正確，穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)頭(tou)和(he)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)對中(zhong)模的間隙不當(dang)等，都會導致空(kong)心(xin)坯壁厚不均或(huo)內孔(kong)(kong)(kong)彎曲。但當(dang)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)頭(tou)帶有導向的尖頭(tou)時，可以減小空(kong)心(xin)坯偏心(xin)或(huo)內孔(kong)(kong)(kong)彎曲缺陷。
采(cai)用帶有(you)定(ding)心(xin)孔(kong)(kong)的(de)實心(xin)坯料穿孔(kong)(kong)，也可以提高(gao)穿孔(kong)(kong)后空心(xin)坯的(de)同心(xin)度和(he)內孔(kong)(kong)的(de)平直(zhi)度。定(ding)心(xin)孔(kong)(kong)的(de)直(zhi)徑大小與穿孔(kong)(kong)頭頭部導(dao)向尖的(de)直(zhi)徑相匹配，定(ding)心(xin)孔(kong)(kong)的(de)深度為不銹鋼管坯料上部端面起(qi)1/4~1/3坯長。這是由于在坯料穿孔(kong)(kong)的(de)不穩定(ding)階段(duan)，定(ding)心(xin)孔(kong)(kong)的(de)導(dao)向作用對穿孔(kong)(kong)后空心(xin)壞的(de)質量起(qi)到事半功(gong)倍的(de)效(xiao)果(guo)所致。
