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(gang)管坯料的尺寸如下：
穿(chuan)孔(kong)機的能力(li)／MN 9 12 20 25
坯料(liao)最大直(zhi)徑／mm 270 310 400 480
空心坯最大長度／mm 700 1000 1250 1400
穿孔(kong)時，為(wei)了減小坯(pi)(pi)料與穿孔(kong)筒(tong)內襯之間(jian)的(de)間(jian)隙，坯(pi)(pi)料需經過預鐓粗工(gong)序，目的(de)是為(wei)了提高穿孔(kong)后空心(xin)坯(pi)(pi)的(de)同心(xin)度和減小空心(xin)壞(huai)內孔(kong)的(de)彎曲度，此外還滿足以下條(tiao)件(jian)：
對于碳(tan)素鋼(gang)和(he)合(he)金(jin)鋼(gang)，坯(pi)料和(he)穿孔筒內(nei)襯直徑之(zhi)差6~15mm;
對于不(bu)銹(xiu)鋼和高合金鋼，坯料和穿孔筒內襯直徑之差2~3mm。
同時，還須考(kao)慮到(dao)在坯料裝入(ru)穿孔(kong)筒時，厚度約為1mm的潤滑劑(ji)層不被擦掉(diao)。
為了使還料在穿(chuan)孔筒(tong)內襯(chen)(chen)中(zhong)的對(dui)中(zhong)，經常把內襯(chen)(chen)做成不大的錐度（1：500).這也便(bian)于在推出(chu)坯料時，空心(xin)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(zhong)，每一個系數(shu)都被定義為(wei)坯料的原(yuan)始面(mian)積(ji)(ji)和變形(xing)后(hou)的面(mian)積(ji)(ji)的比值。因此(ci)，可(ke)以通過工藝工具尺寸的延伸系數(shu)完成以下(xia)形(xing)式(shi)：
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%.
當坯料和穿孔(kong)筒內襯之(zhi)間(jian)(jian)的間(jian)(jian)隙增(zeng)大(da)，而穿孔(kong)前坯料又沒有充分鐓粗，穿孔(kong)后空心(xin)坯的壁厚(hou)(hou)不均增(zeng)大(da)。如(ru)果(guo)間(jian)(jian)隙從3mm增(zeng)大(da)至15mm,則空心(xin)坯的壁厚(hou)(hou)不均提(ti)高到5%~15%.
當坯料(liao)鐓粗時，在金屬中要達(da)到為完全充(chong)滿(man)間隙所(suo)足夠(gou)的(de)(de)單(dan)位壓力，但又不能使工具(ju)超(chao)負(fu)荷。對(dui)于(yu)321不銹鋼，鐓粗最佳的(de)(de)單(dan)位壓力值計算得出為100~150MPa,否則(ze)，將使空心坯的(de)(de)壁厚(hou)不均增大。
采用圖(tu)2-29所示斷面形狀的(de)穿孔(kong)頭(tou)作為實(shi)心坯(pi)料的(de)穿孔(kong)工具時，得到的(de)穿孔(kong)空心坯(pi)的(de)壁厚不均較小。這已(yi)經(jing)在(zai)生(sheng)產實(shi)踐中(zhong)得到證實(shi)。
坯(pi)(pi)料穿(chuan)孔(kong)時，穿(chuan)孔(kong)頭承受(shou)(shou)最繁重(zhong)的(de)(de)工作條件，其(qi)工作帶和沿外徑的(de)(de)棱(leng)緣(yuan)，即側面(mian)和端面(mian)的(de)(de)圓角承受(shou)(shou)最大的(de)(de)加熱和磨(mo)損（圖(tu)2-30),棱(leng)緣(yuan)的(de)(de)磨(mo)損引起穿(chuan)孔(kong)空(kong)心坯(pi)(pi)的(de)(de)壁厚(hou)不(bu)均勻(yun)。而當這種棱(leng)緣(yuan)磨(mo)損不(bu)均衡，甚(shen)至是單(dan)方(fang)面(mian)的(de)(de)磨(mo)損時，對(dui)產(chan)生空(kong)心坯(pi)(pi)壁厚(hou)不(bu)均勻(yun)的(de)(de)影響將特別嚴重(zhong)。
一般(ban)采用熱穩定性好(hao)、鎢含(han)量高的(de)鋼來制(zhi)造穿(chuan)孔頭，如(ru)3Cr2W8V、4Cr5W2VSi、35Cr5WMoSi、Ni12等(deng)鋼種，并用制(zhi)造穿(chuan)孔芯棒的(de)余料來制(zhi)造。其用于穿孔(kong)(kong)不銹鋼坯料時，穿孔(kong)(kong)頭的(de)使用壽(shou)命不超(chao)過30~40次／只。
生產(chan)中，輪流(liu)地利用(yong)安裝在(zai)穿孔(kong)(kong)芯(xin)棒上的(de)(de)成套穿孔(kong)(kong)頭(tou)（由(you)10~15個組成）是最有效的(de)(de)。穿孔(kong)(kong)芯(xin)棒采(cai)用(yong)不同的(de)(de)對中系統對空(kong)心坯(pi)壁(bi)厚(hou)(hou)不均有影響。坯(pi)料經過定心的(de)(de)穿孔(kong)(kong)墊鐓粗和(he)穿孔(kong)(kong)之后，得到的(de)(de)空(kong)心坯(pi)的(de)(de)壁(bi)厚(hou)(hou)不均最小(xiao)。僅極少數空(kong)心坯(pi)的(de)(de)壁(bi)厚(hou)(hou)不均達到3mm.在(zai)這種情況下，空(kong)心坯(pi)長(chang)度L,與內徑(jing)d,之比(bi)可以增大至7。
為了消除穿(chuan)孔(kong)(kong)頭側(ce)面和端面棱緣的不(bu)(bu)均勻磨損，減小(xiao)穿(chuan)孔(kong)(kong)空心(xin)坯的壁厚不(bu)(bu)均，在現代化(hua)穿(chuan)孔(kong)(kong)機上，采用了鐓(dui)(dui)(dui)粗(cu)桿和穿(chuan)孔(kong)(kong)芯棒運動的套(tao)管(guan)系(xi)統（圖2-31)。坯料(liao)(liao)鐓(dui)(dui)(dui)粗(cu)后(hou)，鐓(dui)(dui)(dui)粗(cu)桿不(bu)(bu)返回，而是繼續壓在坯料(liao)(liao)上，這樣(yang)可以(yi)讓穿(chuan)孔(kong)(kong)芯棒精確(que)地對準坯料(liao)(liao)中心(xin)，并減小(xiao)穿(chuan)孔(kong)(kong)芯棒的自由長度。
采用波狀的穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)頭(tou)進行穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)時(shi)，實現(xian)了穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)頭(tou)對于(yu)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)坯(pi)料的附加定(ding)心。穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)時(shi)借(jie)助于(yu)插在穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)頭(tou)切口上(shang)的彈簧，將穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)頭(tou)固定(ding)在穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)桿(gan)上(shang)。
帶有穿孔桿在套(tao)管系統(tong)中運動的穿孔機(ji)上(shang)的穿孔頭(tou)，其(qi)使(shi)用條件十分惡劣，穩定性(xing)能(neng)良好的高(gao)鎢鋼制造，如4Cr5W2VSi和3Cr2W8V或H13等。
可以(yi)將(jiang)穿孔頭(tou)和高(gao)溫壞料的接觸表面(mian)做成有圓弧倒(dao)棱的凹面(mian)（圖2-32)這樣(yang)可以(yi)保(bao)證在整(zheng)個穿孔周期中(zhong)，潤(run)滑劑均勻地進(jin)入變形區，以(yi)提高(gao)穿孔后空(kong)心坯的質量。
加熱溫度及其在坯(pi)料中分布的(de)均(jun)勻性對穿孔后空(kong)心(xin)坯(pi)壁(bi)厚不均(jun)的(de)影響試(shi)險表(biao)明：溫度從1160℃升(sheng)高到1225℃穿孔時，空(kong)心(xin)坯(pi)的(de)平均(jun)壁(bi)厚不均(jun)值下降了36.5%.這(zhe)是由(you)于穿孔力下降所致(zhi)。
穿孔前(qian)，不(bu)(bu)銹(xiu)鋼管坯(pi)料(liao)(liao)的(de)(de)加(jia)熱(re)溫(wen)度(du)(du)應(ying)該(gai)是(shi)均勻(yun)的(de)(de)，但要做到(dao)加(jia)熱(re)溫(wen)度(du)(du)絕對均勻(yun)是(shi)不(bu)(bu)現實的(de)(de)。一般當坯(pi)料(liao)(liao)橫截面上的(de)(de)溫(wen)差不(bu)(bu)超過30℃時(shi)(shi)，得到(dao)的(de)(de)結果是(shi)可以令人(ren)滿意的(de)(de)。這(zhe)是(shi)由于加(jia)熱(re)到(dao)高溫(wen)的(de)(de)坯(pi)料(liao)(liao)在輸送過程中，低溫(wen)區(qu)通(tong)過熱(re)傳(chuan)導(dao)而使溫(wen)度(du)(du)得到(dao)補(bu)償。但在感應(ying)加(jia)熱(re)爐中加(jia)熱(re)的(de)(de)坯(pi)料(liao)(liao)端(duan)部溫(wen)度(du)(du)降低，引(yin)起坯(pi)料(liao)(liao)在長度(du)(du)上，尤其是(shi)端(duan)面溫(wen)差增大時(shi)(shi)，會導(dao)致(zhi)穿孔后空(kong)心坯(pi)壁厚不(bu)(bu)均和內孔彎曲度(du)(du)增加(jia)。
此外，穿孔(kong)(kong)頭(tou)的(de)(de)形狀不正確，穿孔(kong)(kong)頭(tou)和穿孔(kong)(kong)對中模的(de)(de)間隙不當(dang)等(deng)，都會導致空(kong)心(xin)坯壁(bi)厚不均或內(nei)孔(kong)(kong)彎曲。但當(dang)穿孔(kong)(kong)頭(tou)帶有(you)導向的(de)(de)尖(jian)頭(tou)時，可以減(jian)小空(kong)心(xin)坯偏心(xin)或內(nei)孔(kong)(kong)彎曲缺陷。
采(cai)用(yong)(yong)帶有定(ding)心(xin)孔(kong)(kong)的(de)(de)實心(xin)坯料(liao)穿孔(kong)(kong)，也可以提高穿孔(kong)(kong)后空(kong)心(xin)坯的(de)(de)同心(xin)度和內孔(kong)(kong)的(de)(de)平直(zhi)度。定(ding)心(xin)孔(kong)(kong)的(de)(de)直(zhi)徑大小與穿孔(kong)(kong)頭頭部(bu)(bu)導(dao)向(xiang)尖的(de)(de)直(zhi)徑相匹(pi)配，定(ding)心(xin)孔(kong)(kong)的(de)(de)深度為不(bu)銹鋼管坯料(liao)上部(bu)(bu)端(duan)面起(qi)1/4~1/3坯長。這是由(you)于在坯料(liao)穿孔(kong)(kong)的(de)(de)不(bu)穩定(ding)階段，定(ding)心(xin)孔(kong)(kong)的(de)(de)導(dao)向(xiang)作用(yong)(yong)對穿孔(kong)(kong)后空(kong)心(xin)壞的(de)(de)質量起(qi)到事半功倍的(de)(de)效果(guo)所致。
