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(bu)銹(xiu)鋼(gang)管(guan)坯(pi)料的尺寸如下：
穿孔機的(de)能力／MN 9 12 20 25
坯料最大直徑(jing)／mm 270 310 400 480
空心(xin)坯(pi)最大長度／mm 700 1000 1250 1400
穿孔時(shi)，為(wei)了減小坯料(liao)與穿孔筒內(nei)襯之間的(de)(de)間隙，坯料(liao)需經過預鐓(dui)粗(cu)工序，目的(de)(de)是(shi)為(wei)了提(ti)高穿孔后空心(xin)(xin)坯的(de)(de)同心(xin)(xin)度和(he)減小空心(xin)(xin)壞(huai)內(nei)孔的(de)(de)彎曲度，此外還滿足以下條件：
對于碳素鋼(gang)和合金鋼(gang)，坯料和穿孔(kong)筒內襯直徑之差6~15mm;
對于不銹(xiu)鋼(gang)和高合金鋼，坯料和穿孔筒內襯直徑之差2~3mm。
同時，還須考慮到在坯(pi)料(liao)裝入穿(chuan)孔(kong)筒時，厚度約為1mm的潤滑劑層不(bu)被(bei)擦掉(diao)。
為了使還料在穿孔筒內(nei)襯中(zhong)(zhong)的(de)對中(zhong)(zhong)，經常把內(nei)襯做成不大的(de)錐度（1：500).這也便于在推(tui)出(chu)(chu)坯料時，空(kong)心壞能順利退出(chu)(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(mei)一(yi)個系數都(dou)被定義為坯料的原始面積和變(bian)形后的面積的比(bi)值。因此，可以(yi)通過工藝(yi)工具(ju)尺寸的延伸系數完成(cheng)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)料和穿孔(kong)筒內襯之間(jian)的(de)間(jian)隙(xi)增大(da)，而穿孔(kong)前坯(pi)料又沒(mei)有充(chong)分鐓(dui)粗，穿孔(kong)后空(kong)心坯(pi)的(de)壁(bi)厚(hou)不(bu)均增大(da)。如果間(jian)隙(xi)從3mm增大(da)至15mm,則(ze)空(kong)心坯(pi)的(de)壁(bi)厚(hou)不(bu)均提高到5%~15%.
當坯料鐓粗時，在金屬(shu)中要達到為完全充(chong)滿間隙所足夠的單位壓力，但又不能使工具超負荷。對于321不銹鋼(gang)，鐓粗最佳(jia)的單位壓力值計(ji)算得出(chu)為100~150MPa,否(fou)則(ze)，將使空心坯的壁厚不均增(zeng)大。
采用(yong)圖2-29所示斷面(mian)形狀的穿孔頭作為(wei)實心坯料的穿孔工具時，得到的穿孔空(kong)心坯的壁(bi)厚(hou)不均較(jiao)小。這已經在(zai)生產(chan)實踐中得到證實。
坯(pi)料穿孔(kong)時(shi)(shi)，穿孔(kong)頭承受最繁重(zhong)的(de)工作條件，其工作帶(dai)和(he)(he)沿外徑(jing)的(de)棱(leng)緣，即側面和(he)(he)端面的(de)圓角承受最大的(de)加熱和(he)(he)磨(mo)(mo)損(sun)(sun)（圖2-30),棱(leng)緣的(de)磨(mo)(mo)損(sun)(sun)引起穿孔(kong)空心(xin)坯(pi)的(de)壁(bi)(bi)厚不(bu)(bu)均(jun)(jun)勻。而當這種棱(leng)緣磨(mo)(mo)損(sun)(sun)不(bu)(bu)均(jun)(jun)衡，甚至是單方面的(de)磨(mo)(mo)損(sun)(sun)時(shi)(shi)，對產生空心(xin)坯(pi)壁(bi)(bi)厚不(bu)(bu)均(jun)(jun)勻的(de)影(ying)響將(jiang)特別嚴重(zhong)。
一(yi)般采用熱穩定性好、鎢(wu)含量(liang)高的(de)鋼來制(zhi)造穿孔頭，如3Cr2W8V、4Cr5W2VSi、35Cr5WMoSi、Ni12等鋼種，并用制(zhi)造穿孔芯棒的(de)余(yu)料來制(zhi)造。其用于穿(chuan)孔不銹鋼坯(pi)料時，穿(chuan)孔頭的使用壽命不超(chao)過30~40次(ci)／只。
生(sheng)產中(zhong)，輪(lun)流地(di)利(li)用安裝在(zai)穿孔(kong)芯(xin)棒(bang)上(shang)的(de)成(cheng)套(tao)穿孔(kong)頭（由(you)10~15個組成(cheng)）是最有(you)效的(de)。穿孔(kong)芯(xin)棒(bang)采用不(bu)同的(de)對中(zhong)系統對空心(xin)(xin)坯(pi)壁厚不(bu)均(jun)(jun)有(you)影響(xiang)。坯(pi)料經過定心(xin)(xin)的(de)穿孔(kong)墊鐓粗和(he)穿孔(kong)之(zhi)后，得(de)到(dao)的(de)空心(xin)(xin)坯(pi)的(de)壁厚不(bu)均(jun)(jun)最小。僅(jin)極少數(shu)空心(xin)(xin)坯(pi)的(de)壁厚不(bu)均(jun)(jun)達到(dao)3mm.在(zai)這(zhe)種情況下，空心(xin)(xin)坯(pi)長度L,與內徑d,之(zhi)比可(ke)以(yi)增大至7。
為(wei)了(le)消(xiao)除穿(chuan)孔(kong)頭側面(mian)和端面(mian)棱緣的(de)不(bu)均(jun)勻磨(mo)損(sun)，減(jian)小(xiao)穿(chuan)孔(kong)空心(xin)坯的(de)壁(bi)厚不(bu)均(jun)，在現代化穿(chuan)孔(kong)機上(shang)，采用了(le)鐓(dui)粗桿和穿(chuan)孔(kong)芯(xin)(xin)棒(bang)(bang)運動的(de)套管系統（圖2-31)。坯料(liao)鐓(dui)粗后，鐓(dui)粗桿不(bu)返回，而是繼(ji)續壓(ya)在坯料(liao)上(shang)，這樣(yang)可以讓穿(chuan)孔(kong)芯(xin)(xin)棒(bang)(bang)精(jing)確(que)地對準坯料(liao)中心(xin)，并(bing)減(jian)小(xiao)穿(chuan)孔(kong)芯(xin)(xin)棒(bang)(bang)的(de)自(zi)由長度(du)。
采(cai)用波(bo)狀(zhuang)的(de)穿(chuan)(chuan)孔(kong)頭(tou)進(jin)行(xing)穿(chuan)(chuan)孔(kong)時，實現了穿(chuan)(chuan)孔(kong)頭(tou)對于(yu)穿(chuan)(chuan)孔(kong)坯料的(de)附加定(ding)心。穿(chuan)(chuan)孔(kong)時借助于(yu)插在穿(chuan)(chuan)孔(kong)頭(tou)切口(kou)上(shang)的(de)彈簧，將穿(chuan)(chuan)孔(kong)頭(tou)固(gu)定(ding)在穿(chuan)(chuan)孔(kong)桿(gan)上(shang)。
帶有穿(chuan)孔(kong)桿在套管系(xi)統中運動(dong)的穿(chuan)孔(kong)機上(shang)的穿(chuan)孔(kong)頭，其(qi)使用(yong)條件十(shi)分惡劣，穩定性(xing)能良好的高(gao)鎢鋼制造，如4Cr5W2VSi和(he)3Cr2W8V或H13等。
可以將穿孔(kong)頭和高(gao)溫壞料的(de)接觸表面(mian)做(zuo)成(cheng)有圓弧(hu)倒棱的(de)凹面(mian)（圖2-32)這樣可以保證在整(zheng)個穿孔(kong)周期中，潤(run)滑劑(ji)均勻地進入變形(xing)區，以提(ti)高(gao)穿孔(kong)后空心坯的(de)質量。
加(jia)熱溫度及其在(zai)坯料中分布的(de)均(jun)勻(yun)性對(dui)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)后空(kong)心坯壁厚(hou)不均(jun)的(de)影響(xiang)試險表明：溫度從1160℃升(sheng)高到1225℃穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)時(shi)，空(kong)心坯的(de)平均(jun)壁厚(hou)不均(jun)值下(xia)降了(le)36.5%.這是由于穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)力下(xia)降所(suo)致。
穿孔(kong)前，不(bu)(bu)銹鋼管坯(pi)(pi)料(liao)的(de)加熱(re)溫度(du)(du)應該是均(jun)(jun)勻的(de)，但要(yao)做(zuo)到加熱(re)溫度(du)(du)絕(jue)對均(jun)(jun)勻是不(bu)(bu)現實的(de)。一(yi)般當坯(pi)(pi)料(liao)橫截面上的(de)溫差(cha)不(bu)(bu)超過(guo)30℃時，得到的(de)結果是可(ke)以令(ling)人(ren)滿(man)意(yi)的(de)。這是由于(yu)加熱(re)到高(gao)溫的(de)坯(pi)(pi)料(liao)在輸送過(guo)程中，低溫區通(tong)過(guo)熱(re)傳導而使溫度(du)(du)得到補償。但在感應加熱(re)爐中加熱(re)的(de)坯(pi)(pi)料(liao)端部(bu)溫度(du)(du)降低，引起(qi)坯(pi)(pi)料(liao)在長度(du)(du)上，尤其是端面溫差(cha)增大時，會(hui)導致穿孔(kong)后空(kong)心(xin)坯(pi)(pi)壁厚不(bu)(bu)均(jun)(jun)和內孔(kong)彎曲度(du)(du)增加。
此外(wai)，穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)頭(tou)的(de)形狀不正確，穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)頭(tou)和穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)對(dui)中模(mo)的(de)間隙不當等，都(dou)會導致空心(xin)坯壁(bi)厚(hou)不均或內孔(kong)(kong)(kong)彎曲。但當穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)頭(tou)帶有導向的(de)尖頭(tou)時(shi)，可以減小空心(xin)坯偏(pian)心(xin)或內孔(kong)(kong)(kong)彎曲缺(que)陷(xian)。
采用(yong)帶有定(ding)心(xin)孔(kong)的實心(xin)坯(pi)(pi)料(liao)穿(chuan)孔(kong)，也可(ke)以提(ti)高穿(chuan)孔(kong)后(hou)空(kong)心(xin)坯(pi)(pi)的同心(xin)度和內(nei)孔(kong)的平直度。定(ding)心(xin)孔(kong)的直徑大小(xiao)與(yu)穿(chuan)孔(kong)頭頭部(bu)導向尖的直徑相匹配，定(ding)心(xin)孔(kong)的深度為不銹(xiu)鋼管坯(pi)(pi)料(liao)上部(bu)端面起(qi)1/4~1/3坯(pi)(pi)長。這是由于(yu)在(zai)坯(pi)(pi)料(liao)穿(chuan)孔(kong)的不穩定(ding)階段，定(ding)心(xin)孔(kong)的導向作用(yong)對穿(chuan)孔(kong)后(hou)空(kong)心(xin)壞的質量起(qi)到事半(ban)功倍的效果所致(zhi)。
