一、坯料(liao)穿（擴）孔(kong)時的金屬(shu)流動
不銹鋼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)坯的穿孔和鉆孔坯的擴孔，其金屬流(liu)動(dong)可(ke)以按相同的圖像來描(miao)述。
1. 實心(xin)坯料穿(chuan)孔時的金(jin)屬流動
為(wei)了研究在(zai)立式穿孔(kong)機上(shang)穿孔(kong)時金(jin)屬的(de)(de)流動，采用在(zai)兩端刻(ke)有(you)坐標網(wang)格，不(bu)帶潤滑(hua)劑的(de)(de)坯料(liao)鐓(dui)粗后(hou)，穿孔(kong)“中(zhong)止”，從徑向平面上(shang)取(qu)樣制作(zuo)顯(xian)微磨片（圖3-27)來進行分析。
由圖3-27可(ke)以看(kan)出，穿(chuan)孔頭下(xia)端(duan)面(mian)形成倒錐形體(ti)的(de)(de)金屬“停滯區(qu)”，其大小取決于穿(chuan)孔頭的(de)(de)形狀和所使用(yong)的(de)(de)工藝潤(run)滑劑(ji)的(de)(de)效果。
而從穿孔(kong)余料（圖(tu)(tu)3-28)可以(yi)看出，在其(qi)上端(duan)面（圖(tu)(tu)3-28(a))留有(you)坐(zuo)標網格的(de)(de)痕(hen)(hen)跡(ji)，下端(duan)面（圖(tu)(tu)3-28(b))也留有(you)坐(zuo)標網格的(de)(de)痕(hen)(hen)跡(ji)，并在其(qi)徑向(xiang)斷面的(de)(de)顯微磨(mo)片上看得出有(you)倒錐(zhui)形“停(ting)滯區”的(de)(de)金屬流線痕(hen)(hen)跡(ji)（圖(tu)(tu)3-28（c))。
據上(shang)所述(shu)，對于不(bu)帶玻璃潤滑劑(ji)的(de)實心坯料穿(chuan)孔工藝過程(cheng)的(de)金屬(shu)流動可做如下描(miao)述(shu)：
當穿(chuan)(chuan)孔(kong)過(guo)程(cheng)開始(shi)時(shi)，坯料(liao)(liao)進行預鐓粗，使坯料(liao)(liao)沿(yan)(yan)圓周方向(xiang)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)流(liu)動(dong)充滿穿(chuan)(chuan)孔(kong)筒。此時(shi)，坯料(liao)(liao)直(zhi)徑(jing)與(yu)(yu)穿(chuan)(chuan)孔(kong)筒直(zhi)徑(jing)相(xiang)同(tong)。當穿(chuan)(chuan)孔(kong)桿下降(jiang)，穿(chuan)(chuan)孔(kong)頭接觸(chu)坯料(liao)(liao)上(shang)(shang)端面時(shi)，由于(yu)工具與(yu)(yu)接觸(chu)坯料(liao)(liao)端面間的(de)摩擦，在其接觸(chu)面下形成倒(dao)錐(zhui)體(ti)形的(de)“停滯區”。當穿(chuan)(chuan)孔(kong)桿繼(ji)續下降(jiang)時(shi)，停滯的(de)錐(zhui)體(ti)狀(zhuang)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)成為穿(chuan)(chuan)孔(kong)頭的(de)“前錐(zhui)”，并隨著(zhu)穿(chuan)(chuan)孔(kong)頭的(de)向(xiang)下推進，“前錐(zhui)”金(jin)(jin)屬(shu)(shu)楔入坯料(liao)(liao)中心，使向(xiang)徑(jing)向(xiang)延伸的(de)變(bian)形金(jin)(jin)屬(shu)(shu)沿(yan)(yan)著(zhu)穿(chuan)(chuan)孔(kong)頭周邊和(he)穿(chuan)(chuan)孔(kong)筒內壁(bi)向(xiang)上(shang)(shang)流(liu)動(dong)。
在穿孔過程結束時，穿孔頭下(xia)面的停滯(zhi)金(jin)屬留在穿孔余料(liao)(liao)的上端面。穿孔余料(liao)(liao)進入(ru)“封底”剪切(qie)環后被(bei)切(qie)斷(duan)。而(er)穿孔坯(pi)料(liao)(liao)的下(xia)表面則由未變形(xing)的金(jin)屬組成。
在(zai)穿(chuan)孔過程中(zhong)，由(you)于(yu)穿(chuan)孔頭(tou)下(xia)面部分金屬(shu)(shu)產生最強(qiang)烈的變(bian)(bian)形(xing)，導致坯(pi)料中(zhong)心(xin)部位(wei)金屬(shu)(shu)的嚴重不均勻變(bian)(bian)形(xing)。穿(chuan)孔空(kong)心(xin)坯(pi)內表面金屬(shu)(shu)強(qiang)烈的不均勻變(bian)(bian)形(xing)是最容易產生缺陷的部位(wei)。因(yin)而，往往在(zai)低塑性材(cai)料管(guan)材(cai)生產時，穿(chuan)孔空(kong)心(xin)坯(pi)在(zai)擠壓(ya)前，會進(jin)行(xing)冷卻、酸洗、檢(jian)查(cha)及磨修工(gong)序(xu)。
穿孔(kong)(kong)時(shi)，玻璃潤(run)滑(hua)劑(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)使用(yong)，使穿孔(kong)(kong)頭(tou)下面(mian)(mian)的(de)(de)(de)金(jin)(jin)屬停滯區大(da)大(da)減小，甚(shen)至(zhi)良好的(de)(de)(de)潤(run)滑(hua)劑(ji)(ji)(ji)可以完全取代金(jin)(jin)屬停滯區的(de)(de)(de)體積。特別是下端面(mian)(mian)凹形穿孔(kong)(kong)頭(tou)（圖2-28)的(de)(de)(de)采用(yong)，使穿孔(kong)(kong)頭(tou)的(de)(de)(de)凹形端面(mian)(mian)的(de)(de)(de)接觸處成為(wei)潤(run)滑(hua)劑(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)“特殊儲存器”，潤(run)滑(hua)劑(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)熔化(hua)部分(fen)在穿孔(kong)(kong)頭(tou)的(de)(de)(de)周(zhou)圍及(ji)其與(yu)變(bian)形金(jin)(jin)屬之間被(bei)均勻地擠出一層玻璃潤(run)滑(hua)劑(ji)(ji)(ji)，潤(run)滑(hua)穿孔(kong)(kong)頭(tou)和坯(pi)(pi)料的(de)(de)(de)內表面(mian)(mian)，以降(jiang)低摩(mo)擦系數，使剪切變(bian)形限制在潤(run)滑(hua)層的(de)(de)(de)范圍內，從而降(jiang)低了不銹鋼(gang)管(guan)坯(pi)(pi)內表面(mian)(mian)產生缺陷的(de)(de)(de)可能性，尤其是對于長坯(pi)(pi)料的(de)(de)(de)生產效果更為(wei)顯(xian)著(zhu)。
同樣，坯(pi)料的外涂粉為坯(pi)料金(jin)屬與穿孔筒內(nei)襯的內(nei)表面接觸提供了潤滑條(tiao)件，使穿孔時的摩(mo)擦力和不(bu)均勻變形區減小，有利于空心坯(pi)表面質量(liang)的提高(gao)。
2. 預鉆孔坯料擴孔時的金屬流動
預鉆孔坯(pi)料的擴孔過程沒有坯(pi)料的鐓粗工序。
擴(kuo)孔(kong)(kong)(kong)過程(cheng)開始時(shi)，在(zai)特殊(shu)形狀擴(kuo)孔(kong)(kong)(kong)頭向(xiang)下(xia)移(yi)動(dong)的(de)作(zuo)用下(xia)，坯(pi)料(liao)金屬開始塑性流動(dong)。金屬首(shou)先(xian)向(xiang)側面擴(kuo)張流動(dong)，至充(chong)滿(man)坯(pi)料(liao)和穿孔(kong)(kong)(kong)筒內表面之(zhi)間的(de)間隙(xi)。然后向(xiang)上流動(dong)。當擴(kuo)孔(kong)(kong)(kong)時(shi)的(de)擴(kuo)徑力轉變為剪切力的(de)瞬間，進行擴(kuo)孔(kong)(kong)(kong)余(yu)料(liao)的(de)切除(chu)，結束整個擴(kuo)孔(kong)(kong)(kong)過程(cheng)。
擴孔過程中各(ge)階段金屬(shu)的流動如圖3-29所示。
二、坯料穿（擴）孔(kong)時(shi)變形力(li)的確定(ding)
1. 坯(pi)料穿孔時鐓粗(cu)力(li)的確定
表(biao)述在穿孔(kong)筒中鐓壓圓柱體的(de)公式尚無，采(cai)用Siebel自(zi)由(you)鍛(duan)(duan)公式來(lai)確定坯料的(de)鐓粗力(li)(li)。一(yi)般模(mo)鍛(duan)(duan)的(de)壓力(li)(li)為自(zi)由(you)鍛(duan)(duan)壓力(li)(li)的(de)一(yi)倍。根據阿(a)亨工業大學塑(su)性變形研(yan)究所的(de)試(shi)驗指出，鍛(duan)(duan)壓力(li)(li)模(mo)鍛(duan)(duan)比自(zi)由(you)鍛(duan)(duan)大一(yi)倍以上。坯料穿孔(kong)時(shi)鐓粗力(li)(li)的(de)計算公式如下：
尼科波爾南(nan)方鋼管廠計算(suan)敦粗力的簡單公式：
2. 實心坯料穿孔時穿孔力(li)的確定
實心坯(pi)料(liao)穿孔時的計算公(gong)式如(ru)下：
b. 尼(ni)科(ke)波爾南方鋼管廠確定(ding)穿(chuan)孔力的公式：
3. 預鉆孔坯料擴孔時擴孔力的確定
預鉆孔坯料擴孔時擴孔力的(de)計算(suan)公式(shi)如(ru)下：
尼科波爾南方鋼管廠的經驗認為：
a. 在(zai)預鉆孔(kong)坯(pi)料(liao)擴(kuo)孔(kong)時，坯(pi)料(liao)在(zai)穿孔(kong)機上不進行鐓粗。其延伸(shen)系數取大于1,但(dan)比實心坯(pi)料(liao)穿孔(kong)時小。
b. 擴孔力(li)可以按實心坯料穿孔的(de)公式來計算，其大(da)小取為計算值的(de)25%~30%.
