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(gang)管(guan)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(gang)管坯料(liao)的尺寸如下：
穿孔機(ji)的能力／MN 9 12 20 25
坯料最大直徑／mm 270 310 400 480
空心坯最大長度(du)／mm 700 1000 1250 1400
穿(chuan)(chuan)孔(kong)時(shi)，為了減小(xiao)坯料與穿(chuan)(chuan)孔(kong)筒(tong)內襯之(zhi)間的(de)間隙，坯料需經過預鐓粗工序，目(mu)的(de)是為了提高穿(chuan)(chuan)孔(kong)后空(kong)心(xin)坯的(de)同心(xin)度和減小(xiao)空(kong)心(xin)壞內孔(kong)的(de)彎曲度，此外還滿足(zu)以下條(tiao)件：
對于碳素(su)鋼和合(he)金鋼，坯料(liao)和穿孔筒內襯直(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(huan)須考慮到在坯料裝(zhuang)入穿孔筒時，厚度約(yue)為1mm的潤滑劑層不被擦掉。
為了使還料(liao)在(zai)穿孔(kong)筒內(nei)襯中的對中，經常(chang)把(ba)內(nei)襯做成不大的錐度（1：500).這也便于在(zai)推出(chu)坯(pi)料(liao)時，空心壞能順利退出(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(zhong)，每一個系(xi)數都(dou)被定義為坯料的(de)原始面積和變形后的(de)面積的(de)比值。因此(ci)，可(ke)以(yi)通過工藝工具尺(chi)寸(cun)的(de)延伸(shen)系(xi)數完成以(yi)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)銹鋼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(liao)(liao)和穿(chuan)孔(kong)筒內襯之間的(de)間隙增(zeng)大(da)(da)，而穿(chuan)孔(kong)前坯(pi)料(liao)(liao)又(you)沒有充分鐓粗，穿(chuan)孔(kong)后(hou)空心坯(pi)的(de)壁厚不(bu)均增(zeng)大(da)(da)。如(ru)果間隙從3mm增(zeng)大(da)(da)至15mm,則空心坯(pi)的(de)壁厚不(bu)均提(ti)高到5%~15%.
當坯(pi)料鐓(dui)粗(cu)時，在金(jin)屬中要(yao)達到(dao)為(wei)完(wan)全充(chong)滿間隙(xi)所足夠的(de)單位壓力(li)，但又不能使工具(ju)超負荷。對于321不銹(xiu)鋼，鐓(dui)粗(cu)最佳(jia)的(de)單位壓力(li)值計算得出(chu)為(wei)100~150MPa,否(fou)則，將使空心坯(pi)的(de)壁厚(hou)不均增大。
采(cai)用(yong)圖2-29所示斷面形狀的(de)穿孔頭作為實(shi)心(xin)坯(pi)料的(de)穿孔工(gong)具時，得(de)到(dao)的(de)穿孔空心(xin)坯(pi)的(de)壁厚(hou)不均較小。這(zhe)已經在生產實(shi)踐(jian)中得(de)到(dao)證實(shi)。
坯料穿孔(kong)時(shi)，穿孔(kong)頭承受最繁重的工(gong)作條件(jian)，其工(gong)作帶和(he)(he)沿外徑的棱緣(yuan)，即側(ce)面(mian)(mian)和(he)(he)端面(mian)(mian)的圓(yuan)角(jiao)承受最大(da)的加(jia)熱和(he)(he)磨(mo)損（圖2-30),棱緣(yuan)的磨(mo)損引起穿孔(kong)空(kong)心坯的壁(bi)厚(hou)不(bu)均(jun)(jun)勻。而當(dang)這種棱緣(yuan)磨(mo)損不(bu)均(jun)(jun)衡(heng)，甚至(zhi)是單(dan)方面(mian)(mian)的磨(mo)損時(shi)，對產生空(kong)心坯壁(bi)厚(hou)不(bu)均(jun)(jun)勻的影響(xiang)將特別嚴重。
一(yi)般采用熱穩定性好、鎢含量(liang)高的鋼(gang)(gang)來制造穿(chuan)孔頭，如(ru)3Cr2W8V、4Cr5W2VSi、35Cr5WMoSi、Ni12等鋼(gang)(gang)種(zhong)，并用制造穿(chuan)孔芯棒的余料來制造。其用于穿孔不銹鋼坯(pi)料時，穿孔頭的使用壽命不超(chao)過(guo)30~40次／只。
生產(chan)中(zhong)，輪流(liu)地利用(yong)安裝在穿孔(kong)芯棒上的(de)(de)(de)(de)成套穿孔(kong)頭（由10~15個組成）是最(zui)有效的(de)(de)(de)(de)。穿孔(kong)芯棒采用(yong)不同的(de)(de)(de)(de)對中(zhong)系(xi)統對空心坯(pi)壁(bi)(bi)厚(hou)不均(jun)有影響。坯(pi)料經(jing)過定心的(de)(de)(de)(de)穿孔(kong)墊鐓粗和穿孔(kong)之后，得(de)到(dao)的(de)(de)(de)(de)空心坯(pi)的(de)(de)(de)(de)壁(bi)(bi)厚(hou)不均(jun)最(zui)小。僅極少數空心坯(pi)的(de)(de)(de)(de)壁(bi)(bi)厚(hou)不均(jun)達到(dao)3mm.在這(zhe)種情況下，空心坯(pi)長度L,與內(nei)徑(jing)d,之比可以(yi)增大至7。
為了(le)消(xiao)除穿孔頭側面和端(duan)面棱緣的不(bu)(bu)均(jun)勻磨損，減(jian)小穿孔空心(xin)坯(pi)的壁厚(hou)不(bu)(bu)均(jun)，在(zai)現代(dai)化穿孔機上(shang)，采用了(le)鐓(dui)粗(cu)桿(gan)和穿孔芯(xin)棒運動的套管系統(tong)（圖2-31)。坯(pi)料鐓(dui)粗(cu)后，鐓(dui)粗(cu)桿(gan)不(bu)(bu)返回(hui)，而是繼續壓(ya)在(zai)坯(pi)料上(shang)，這樣可以(yi)讓穿孔芯(xin)棒精確地對準坯(pi)料中(zhong)心(xin)，并(bing)減(jian)小穿孔芯(xin)棒的自由長度。
采用波狀的穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)頭進行穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)時，實現了穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)頭對于(yu)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)坯料的附(fu)加(jia)定心(xin)。穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)時借助于(yu)插在穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)頭切口上的彈簧，將(jiang)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)頭固定在穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)桿上。
帶有穿孔桿(gan)在套(tao)管系統中運(yun)動(dong)的(de)(de)穿孔機上(shang)的(de)(de)穿孔頭，其(qi)使用條(tiao)件十分惡劣(lie)，穩定性(xing)能良好的(de)(de)高鎢鋼制造，如4Cr5W2VSi和3Cr2W8V或H13等(deng)。
可以(yi)將穿(chuan)孔頭和(he)高(gao)溫壞料的接(jie)觸表(biao)面做成(cheng)有圓(yuan)弧(hu)倒棱的凹面（圖2-32)這樣可以(yi)保(bao)證在整個穿(chuan)孔周期中，潤滑劑均勻地進入變形區，以(yi)提(ti)高(gao)穿(chuan)孔后空心坯的質(zhi)量。
加熱溫(wen)度(du)及其在坯(pi)料中分布的均勻(yun)性對穿(chuan)孔后空心坯(pi)壁厚(hou)不均的影響試險表明：溫(wen)度(du)從1160℃升高到1225℃穿(chuan)孔時，空心坯(pi)的平均壁厚(hou)不均值(zhi)下降了36.5%.這是(shi)由于穿(chuan)孔力下降所致。
穿(chuan)孔前，不(bu)(bu)銹鋼(gang)管坯(pi)(pi)(pi)料(liao)的(de)(de)加(jia)熱(re)溫(wen)度(du)應該(gai)是均(jun)勻的(de)(de)，但要做到加(jia)熱(re)溫(wen)度(du)絕對均(jun)勻是不(bu)(bu)現實的(de)(de)。一般當坯(pi)(pi)(pi)料(liao)橫截(jie)面上的(de)(de)溫(wen)差(cha)不(bu)(bu)超過30℃時(shi)，得(de)到的(de)(de)結果是可以令(ling)人滿(man)意的(de)(de)。這(zhe)是由于加(jia)熱(re)到高溫(wen)的(de)(de)坯(pi)(pi)(pi)料(liao)在(zai)輸送過程中，低溫(wen)區通過熱(re)傳導(dao)而使溫(wen)度(du)得(de)到補償。但在(zai)感(gan)應加(jia)熱(re)爐中加(jia)熱(re)的(de)(de)坯(pi)(pi)(pi)料(liao)端部溫(wen)度(du)降低，引起坯(pi)(pi)(pi)料(liao)在(zai)長度(du)上，尤其是端面溫(wen)差(cha)增大(da)時(shi)，會導(dao)致穿(chuan)孔后空心坯(pi)(pi)(pi)壁厚不(bu)(bu)均(jun)和(he)內孔彎曲(qu)度(du)增加(jia)。
此(ci)外，穿(chuan)孔(kong)頭的(de)形狀不正確，穿(chuan)孔(kong)頭和穿(chuan)孔(kong)對中模的(de)間隙不當等，都會導(dao)致空(kong)(kong)心坯壁厚不均或內孔(kong)彎(wan)曲(qu)。但當穿(chuan)孔(kong)頭帶有導(dao)向的(de)尖頭時，可以減小空(kong)(kong)心坯偏心或內孔(kong)彎(wan)曲(qu)缺陷。
采用(yong)帶有定(ding)(ding)心(xin)孔(kong)(kong)的(de)實心(xin)坯(pi)料(liao)穿孔(kong)(kong)，也可以提高(gao)穿孔(kong)(kong)后(hou)空心(xin)坯(pi)的(de)同心(xin)度和內孔(kong)(kong)的(de)平(ping)直度。定(ding)(ding)心(xin)孔(kong)(kong)的(de)直徑大(da)小與(yu)穿孔(kong)(kong)頭頭部導(dao)向(xiang)尖(jian)的(de)直徑相匹配，定(ding)(ding)心(xin)孔(kong)(kong)的(de)深度為不(bu)銹鋼管坯(pi)料(liao)上部端面起1/4~1/3坯(pi)長(chang)。這是由于在(zai)坯(pi)料(liao)穿孔(kong)(kong)的(de)不(bu)穩定(ding)(ding)階(jie)段，定(ding)(ding)心(xin)孔(kong)(kong)的(de)導(dao)向(xiang)作用(yong)對穿孔(kong)(kong)后(hou)空心(xin)壞(huai)的(de)質量起到事半功倍的(de)效果所致。
