一、坯(pi)料(liao)穿（擴）孔時的金(jin)屬流動
不銹鋼(gang)管擠壓生產工藝過程中的穿孔工藝是指在立式穿孔機上，采用特殊形狀的穿孔頭，將實心的坯料穿孔成空心坯。而擴孔工藝則是將經預鉆孔的空心坯料在立式穿（擴）孔機上，采用特殊形狀的擴孔頭，進行空心坯的再擴孔。
實心(xin)坯的穿孔(kong)和(he)鉆(zhan)孔(kong)坯的擴(kuo)孔(kong)，其金屬流動可以按相同的圖像來描述。
1. 實心坯料穿孔時的金屬流動
為(wei)了研(yan)究在立式(shi)穿孔機上(shang)穿孔時金(jin)屬的流動，采用在兩端刻有坐標網格，不帶潤滑劑的坯料鐓粗后，穿孔“中止(zhi)”，從徑(jing)向平面上(shang)取樣制作(zuo)顯微磨片（圖3-27)來進行(xing)分析。
由圖3-27可(ke)以看(kan)出，穿孔頭(tou)(tou)下端面形成倒錐(zhui)形體(ti)的金屬“停滯(zhi)區”，其大(da)小(xiao)取(qu)決于穿孔頭(tou)(tou)的形狀和(he)所使用的工藝潤滑劑(ji)的效果。
而(er)從(cong)穿孔余料（圖(tu)(tu)3-28)可以看出(chu)，在其上端面（圖(tu)(tu)3-28(a))留(liu)有坐標網格的痕(hen)跡(ji)，下端面（圖(tu)(tu)3-28(b))也留(liu)有坐標網格的痕(hen)跡(ji)，并在其徑向(xiang)斷(duan)面的顯(xian)微磨片上看得出(chu)有倒(dao)錐形“停滯區”的金屬流線痕(hen)跡(ji)（圖(tu)(tu)3-28（c))。
據上(shang)所述，對于不(bu)帶玻璃潤滑劑(ji)的(de)實心坯料穿(chuan)孔(kong)工藝過程的(de)金屬流(liu)動可做如(ru)下描述：
當(dang)(dang)穿(chuan)孔(kong)(kong)過程開始時(shi)(shi)，坯(pi)(pi)料(liao)進行預(yu)鐓粗，使(shi)坯(pi)(pi)料(liao)沿圓周(zhou)(zhou)方向(xiang)金屬(shu)流(liu)動(dong)(dong)充滿(man)穿(chuan)孔(kong)(kong)筒(tong)。此時(shi)(shi)，坯(pi)(pi)料(liao)直徑(jing)與穿(chuan)孔(kong)(kong)筒(tong)直徑(jing)相同。當(dang)(dang)穿(chuan)孔(kong)(kong)桿下降，穿(chuan)孔(kong)(kong)頭接觸(chu)坯(pi)(pi)料(liao)上端(duan)面時(shi)(shi)，由于工具與接觸(chu)坯(pi)(pi)料(liao)端(duan)面間(jian)的(de)(de)摩擦，在(zai)其接觸(chu)面下形(xing)成(cheng)倒錐(zhui)體(ti)形(xing)的(de)(de)“停滯(zhi)區”。當(dang)(dang)穿(chuan)孔(kong)(kong)桿繼續下降時(shi)(shi)，停滯(zhi)的(de)(de)錐(zhui)體(ti)狀金屬(shu)成(cheng)為穿(chuan)孔(kong)(kong)頭的(de)(de)“前錐(zhui)”，并隨(sui)著(zhu)穿(chuan)孔(kong)(kong)頭的(de)(de)向(xiang)下推進，“前錐(zhui)”金屬(shu)楔入坯(pi)(pi)料(liao)中(zhong)心，使(shi)向(xiang)徑(jing)向(xiang)延伸的(de)(de)變形(xing)金屬(shu)沿著(zhu)穿(chuan)孔(kong)(kong)頭周(zhou)(zhou)邊和穿(chuan)孔(kong)(kong)筒(tong)內壁向(xiang)上流(liu)動(dong)(dong)。
在(zai)穿孔(kong)(kong)過(guo)程結束時，穿孔(kong)(kong)頭下(xia)面的(de)(de)停滯金(jin)屬留在(zai)穿孔(kong)(kong)余料(liao)的(de)(de)上(shang)端面。穿孔(kong)(kong)余料(liao)進入(ru)“封底”剪(jian)切環后(hou)被切斷(duan)。而穿孔(kong)(kong)坯料(liao)的(de)(de)下(xia)表面則由未變(bian)形的(de)(de)金(jin)屬組成。
在穿孔(kong)(kong)過程中，由于穿孔(kong)(kong)頭(tou)下面部(bu)分金(jin)屬產生(sheng)最(zui)強(qiang)烈的變(bian)(bian)形(xing)，導(dao)致坯料中心部(bu)位(wei)金(jin)屬的嚴重不(bu)均(jun)勻(yun)變(bian)(bian)形(xing)。穿孔(kong)(kong)空(kong)心坯內(nei)表面金(jin)屬強(qiang)烈的不(bu)均(jun)勻(yun)變(bian)(bian)形(xing)是最(zui)容易產生(sheng)缺陷的部(bu)位(wei)。因而，往往在低塑性(xing)材(cai)料管材(cai)生(sheng)產時，穿孔(kong)(kong)空(kong)心坯在擠壓前，會進行冷卻(que)、酸洗、檢查(cha)及磨修工序。
穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)時(shi)，玻璃(li)潤(run)(run)滑(hua)劑(ji)的(de)(de)使用，使穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)頭下面的(de)(de)金(jin)屬停滯(zhi)區大(da)大(da)減小，甚至良好的(de)(de)潤(run)(run)滑(hua)劑(ji)可以完全取代金(jin)屬停滯(zhi)區的(de)(de)體積。特別(bie)是下端面凹形穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)頭（圖2-28)的(de)(de)采(cai)用，使穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)頭的(de)(de)凹形端面的(de)(de)接觸處成為潤(run)(run)滑(hua)劑(ji)的(de)(de)“特殊儲存器”，潤(run)(run)滑(hua)劑(ji)的(de)(de)熔(rong)化部分在穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)頭的(de)(de)周圍(wei)及其與(yu)變形金(jin)屬之間被均勻地擠出一層玻璃(li)潤(run)(run)滑(hua)劑(ji)，潤(run)(run)滑(hua)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)頭和坯(pi)料的(de)(de)內(nei)表(biao)面，以降低摩擦系數，使剪切變形限制在潤(run)(run)滑(hua)層的(de)(de)范(fan)圍(wei)內(nei)，從而降低了不銹(xiu)鋼(gang)管坯(pi)內(nei)表(biao)面產生缺陷的(de)(de)可能性，尤(you)其是對于長坯(pi)料的(de)(de)生產效果(guo)更為顯著。
同樣，坯(pi)料(liao)的外涂粉為坯(pi)料(liao)金屬(shu)與穿孔筒內襯的內表面接觸提供了潤滑條(tiao)件(jian)，使穿孔時的摩擦力和不均勻變(bian)形區減小，有利于空心坯(pi)表面質(zhi)量的提高。
2. 預鉆孔坯(pi)料(liao)擴孔時的金屬(shu)流動
預鉆(zhan)孔坯料的(de)(de)擴孔過程沒有坯料的(de)(de)鐓粗工(gong)序(xu)。
擴(kuo)(kuo)孔(kong)過程(cheng)開始(shi)時(shi)，在特殊形狀擴(kuo)(kuo)孔(kong)頭向下移動(dong)的(de)作用(yong)下，坯(pi)料(liao)金屬開始(shi)塑性流(liu)動(dong)。金屬首(shou)先向側(ce)面(mian)擴(kuo)(kuo)張流(liu)動(dong)，至充滿(man)坯(pi)料(liao)和穿孔(kong)筒內表面(mian)之間的(de)間隙。然(ran)后向上(shang)流(liu)動(dong)。當擴(kuo)(kuo)孔(kong)時(shi)的(de)擴(kuo)(kuo)徑(jing)力轉變為剪切力的(de)瞬(shun)間，進(jin)行擴(kuo)(kuo)孔(kong)余料(liao)的(de)切除，結束整個擴(kuo)(kuo)孔(kong)過程(cheng)。
擴孔過程中各階段金屬(shu)的流動如圖3-29所示。
二、坯料穿（擴(kuo)）孔時變形力的確定
1. 坯料穿(chuan)孔(kong)時鐓粗力(li)的確定
表(biao)述在穿孔(kong)筒中鐓壓圓柱體的(de)(de)公(gong)式尚無(wu)，采(cai)用Siebel自由(you)鍛(duan)(duan)公(gong)式來確定坯(pi)料(liao)(liao)的(de)(de)鐓粗力(li)。一(yi)般模鍛(duan)(duan)的(de)(de)壓力(li)為自由(you)鍛(duan)(duan)壓力(li)的(de)(de)一(yi)倍。根(gen)據阿(a)亨工業(ye)大學塑性(xing)變形研究所的(de)(de)試驗指出，鍛(duan)(duan)壓力(li)模鍛(duan)(duan)比(bi)自由(you)鍛(duan)(duan)大一(yi)倍以(yi)上。坯(pi)料(liao)(liao)穿孔(kong)時鐓粗力(li)的(de)(de)計算公(gong)式如下(xia)：
尼科波爾(er)南方鋼(gang)管廠計算(suan)敦粗(cu)力的簡單公式：
2. 實心坯料(liao)穿孔時穿孔力的確定
實(shi)心坯料穿孔時的計(ji)算公(gong)式如下：
b. 尼科波爾(er)南方鋼(gang)管(guan)廠確定穿孔力的(de)公式：
3. 預鉆孔(kong)坯料擴孔(kong)時擴孔(kong)力的確定
預(yu)鉆孔(kong)坯(pi)料擴孔(kong)時擴孔(kong)力(li)的計算公式如下：
尼科波(bo)爾南(nan)方鋼管(guan)廠的(de)經驗認為：
a. 在預鉆孔(kong)(kong)坯料(liao)擴孔(kong)(kong)時，坯料(liao)在穿孔(kong)(kong)機上(shang)不(bu)進(jin)行鐓粗(cu)。其延伸系數取大(da)于1,但比實心坯料(liao)穿孔(kong)(kong)時小(xiao)。
b. 擴孔(kong)(kong)力可以按實心(xin)坯料(liao)穿孔(kong)(kong)的(de)公式(shi)來計算，其(qi)大小取為計算值的(de)25%~30%.
