當圓鋼斜軋時，不少人發現由于工件中心撕裂而產生孔腔的現象，但是大多數人對此現象不假思索地把它擱置一旁，不作進一步的探究。《曼內斯曼（公司）100年》一書列舉了具有代表性的兩位不銹鋼管界知名人士，，一位是在Dusseldorf Benrath 開有工廠的巴爾克，他在1888年《工程師》上著文稱：“看到了圓鋼斜軋時出現孔腔的現象，但沒有想到生產無縫不銹鋼管的事情”；另一位是當時 Dussel Dorf的工廠主，后來發明頂管工藝的艾哈德先生，由于他對這一現象不夠敏感，另辟蹊徑，發展水壓沖孔工藝，因此他在 Dusseldorf 的 Reisholz 建立 Rheinmetall 工廠，采用頂管環以延伸沖孔坯，由此正式誕生了艾哈德工藝，即“頂管工藝”。


 德文資料稱 Heinrich Ehrhardt為發明家，與曼內斯曼兄弟、斯蒂弗爾并列為三，他早在1893年就發表論文，論述用水壓沖孔機生產空心坯的工藝，1899年在Reisholz建立不銹(xiu)鋼管廠(chang)，所建Rheinmetall 廠生產的無縫鋼管可與曼內斯曼建立不銹鋼管公司的產品抗衡。他所發明的頂管工藝是生產無縫不銹鋼管比較簡單的方法，他在英、美兩國申請獲準的關于無縫鋼管生產的專利共有11項之多。


 艾哈德于1891年(nian)發明方(fang)坯(pi)(pi)沖(chong)(chong)孔(kong)(kong)工(gong)藝，以繞過斜軋穿(chuan)孔(kong)(kong)工(gong)藝，沖(chong)(chong)孔(kong)(kong)坯(pi)(pi)通過拔管加以延伸，制(zhi)成無縫鋼管，圖6-1示出在水壓(ya)沖(chong)(chong)孔(kong)(kong)機(ji)上(shang)的(de)(de)(de)變形(xing)過程，將(jiang)加熱至軋制(zhi)溫度的(de)(de)(de)方(fang)坯(pi)(pi)放在水壓(ya)沖(chong)(chong)孔(kong)(kong)機(ji)的(de)(de)(de)圓形(xing)沖(chong)(chong)孔(kong)(kong)模(mo)(mo)中，沖(chong)(chong)孔(kong)(kong)模(mo)(mo)的(de)(de)(de)內徑比(bi)方(fang)坯(pi)(pi)的(de)(de)(de)對角線大(da)幾毫米，沖(chong)(chong)頭在沖(chong)(chong)模(mo)(mo)中對方(fang)坯(pi)(pi)沖(chong)(chong)壓(ya)出一(yi)個孔(kong)(kong)，并(bing)且使金屬將(jiang)圓形(xing)沖(chong)(chong)模(mo)(mo)和方(fang)坯(pi)(pi)截面(mian)(mian)(mian)之間的(de)(de)(de)空隙充滿，這(zhe)一(yi)空隙的(de)(de)(de)面(mian)(mian)(mian)積(ji)均等于沖(chong)(chong)孔(kong)(kong)頭的(de)(de)(de)截面(mian)(mian)(mian)積(ji)（參(can)見(jian)圖6-1)。


圖 6-1.jpg


 在沖(chong)(chong)孔(kong)(kong)(kong)過程終(zhong)結(jie)時，在沖(chong)(chong)孔(kong)(kong)(kong)模內留有(you)具有(you)一(yi)定(ding)厚度(du)(du)的(de)沖(chong)(chong)孔(kong)(kong)(kong)坯(pi)(pi)(pi)杯(bei)底，形成一(yi)個(ge)厚壁的(de)底部(bu)封閉(bi)的(de)筒(tong)狀(zhuang)沖(chong)(chong)孔(kong)(kong)(kong)坯(pi)(pi)(pi)，在水壓機上可生(sheng)產φ50~350mm 鋼(gang)管所需的(de)空心坯(pi)(pi)(pi)或(huo)杯(bei)狀(zhuang)體，這種穿孔(kong)(kong)(kong)工藝的(de)一(yi)個(ge)極限值是L/D≤7(D為(wei)空心坯(pi)(pi)(pi)的(de)內徑(jing)；L為(wei)空心坯(pi)(pi)(pi)的(de)長(chang)度(du)(du)）。


 最原始的(de)(de)(de) Ehrhardt 工藝是：沖孔(kong)坯(pi)在式壓(ya)(ya)力(li)(li)(li)機(ji)(ji)中延(yan)(yan)伸拔(ba)制，推桿插(cha)入沖孔(kong)坯(pi)后(hou)將(jiang)后(hou)者推向并通過拔(ba)管環，拔(ba)管模的(de)(de)(de)內徑(jing)(jing)和(he)沖孔(kong)坯(pi)延(yan)(yan)伸后(hou)的(de)(de)(de)外徑(jing)(jing)相(xiang)等(deng)。采用現代(dai)化的(de)(de)(de)沖孔(kong)壓(ya)(ya)力(li)(li)(li)機(ji)(ji)和(he)拔(ba)管壓(ya)(ya)力(li)(li)(li)機(ji)(ji)，艾哈德工藝可用于壓(ya)(ya)力(li)(li)(li)容器和(he)大直徑(jing)(jing)厚壁(bi)管的(de)(de)(de)生產，其尺寸為內徑(jing)(jing)1m,長(chang)度8m。


 頂(ding)管(guan)工(gong)藝的(de)(de)特征是：“惰輥連(lian)(lian)軋(ya)”，軋(ya)制(zhi)功率來(lai)自與工(gong)字(zi)梁（一般稱為大(da)齒(chi)條，即在(zai)工(gong)字(zi)梁上、下兩面所嵌的(de)(de)近(jin)百(bai)塊齒(chi)板）端(duan)部(bu)相連(lian)(lian)的(de)(de)推(tui)(tui)桿(gan)，推(tui)(tui)桿(gan)的(de)(de)頭部(bu)和芯(xin)棒(bang)后端(duan)的(de)(de)孔(kong)穴相配合，以(yi)便施以(yi)向前(qian)的(de)(de)頂(ding)推(tui)(tui)力，推(tui)(tui)桿(gan)前(qian)進到一定位置時，芯(xin)棒(bang)和管(guan)件繼續向前(qian)，推(tui)(tui)桿(gan)則后退，與芯(xin)棒(bang)脫開。因此沖孔(kong)坯的(de)(de)一端(duan)必(bi)須封(feng)閉，成(cheng)(cheng)為杯(bei)狀(zhuang)體(ti)，其(qi)底部(bu)（即杯(bei)底）承受來(lai)自芯(xin)棒(bang)的(de)(de)頂(ding)推(tui)(tui)力，以(yi)使空(kong)心坯通(tong)過(guo)各孔(kong)型延(yan)伸成(cheng)(cheng)管(guan)，這(zhe)個杯(bei)底，最后被鋸掉，杯(bei)底約重3.5~4.5kg,這(zhe)是這(zhe)種工(gong)藝的(de)(de)一大(da)缺點，對(dui)收得(de)率有不良影響。