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(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：
穿孔機的(de)能力(li)／MN 9 12 20 25
坯料最大(da)直徑／mm 270 310 400 480
空(kong)心(xin)坯最大(da)長(chang)度／mm 700 1000 1250 1400
穿孔(kong)(kong)時，為了減小(xiao)坯(pi)料(liao)與穿孔(kong)(kong)筒內襯之(zhi)間的間隙，坯(pi)料(liao)需經過預鐓粗工序，目的是為了提(ti)高(gao)穿孔(kong)(kong)后空(kong)心坯(pi)的同心度和減小(xiao)空(kong)心壞內孔(kong)(kong)的彎曲(qu)度，此外還滿足以下條件：
對于碳素鋼(gang)和合金鋼(gang)，坯料(liao)和穿孔筒內襯(chen)直徑之差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。
同時，還須考(kao)慮到(dao)在坯料(liao)裝入穿孔筒(tong)時，厚度約為1mm的(de)潤滑劑層(ceng)不被擦掉。
為了使還(huan)料在穿孔筒內(nei)襯中(zhong)的對(dui)中(zhong)，經常(chang)把內(nei)襯做成(cheng)不大的錐度（1：500).這也(ye)便于在推出坯(pi)料時，空心壞(huai)能順利退出。
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，每一個系(xi)數(shu)都被(bei)定義為坯料的(de)(de)原始面積和變形(xing)后的(de)(de)面積的(de)(de)比值(zhi)。因(yin)此，可以(yi)通過工(gong)藝工(gong)具尺寸的(de)(de)延伸系(xi)數(shu)完成以(yi)下形(xing)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(dang)坯(pi)料和穿(chuan)孔(kong)筒(tong)內襯之間(jian)的間(jian)隙增大(da)，而(er)穿(chuan)孔(kong)前坯(pi)料又沒有充分(fen)鐓粗，穿(chuan)孔(kong)后空心(xin)坯(pi)的壁厚不均(jun)增大(da)。如果間(jian)隙從3mm增大(da)至15mm,則空心(xin)坯(pi)的壁厚不均(jun)提高(gao)到5%~15%.
當坯料鐓(dui)粗(cu)時(shi)，在金屬中要達到為完(wan)全充滿間隙所足夠(gou)的單位壓(ya)力，但(dan)又不能使工具超負荷。對于321不銹鋼，鐓(dui)粗(cu)最佳的單位壓(ya)力值計算得出為100~150MPa,否則，將使空心坯的壁(bi)厚不均增大。
采用(yong)圖2-29所示斷面形狀的穿(chuan)(chuan)孔(kong)頭作(zuo)為(wei)實心(xin)坯(pi)料的穿(chuan)(chuan)孔(kong)工(gong)具(ju)時(shi)，得(de)到的穿(chuan)(chuan)孔(kong)空心(xin)坯(pi)的壁厚不均較小(xiao)。這(zhe)已(yi)經(jing)在生產實踐中得(de)到證實。
坯料穿孔(kong)時，穿孔(kong)頭承(cheng)受最繁重的(de)工作(zuo)條件，其(qi)工作(zuo)帶和(he)沿外徑的(de)棱(leng)緣(yuan)(yuan)，即側面(mian)和(he)端面(mian)的(de)圓角承(cheng)受最大的(de)加熱和(he)磨損(sun)（圖(tu)2-30),棱(leng)緣(yuan)(yuan)的(de)磨損(sun)引(yin)起(qi)穿孔(kong)空(kong)心(xin)坯的(de)壁(bi)厚不均勻。而當這種棱(leng)緣(yuan)(yuan)磨損(sun)不均衡，甚(shen)至(zhi)是單方面(mian)的(de)磨損(sun)時，對產生空(kong)心(xin)坯壁(bi)厚不均勻的(de)影響將特別嚴重。
一般采用熱(re)穩定性好、鎢含量高(gao)的鋼來制造(zao)穿(chuan)孔(kong)頭，如3Cr2W8V、4Cr5W2VSi、35Cr5WMoSi、Ni12等鋼種(zhong)，并(bing)用制造(zao)穿(chuan)孔(kong)芯(xin)棒的余料(liao)來制造(zao)。其用(yong)于(yu)穿孔不銹鋼坯料時，穿孔頭的使用(yong)壽命不超過30~40次／只。
生產中(zhong)，輪流(liu)地(di)利用(yong)安裝在穿(chuan)(chuan)孔(kong)芯(xin)棒上的(de)成套穿(chuan)(chuan)孔(kong)頭(tou)（由10~15個組(zu)成）是最有效的(de)。穿(chuan)(chuan)孔(kong)芯(xin)棒采用(yong)不(bu)(bu)同(tong)的(de)對中(zhong)系統對空(kong)心(xin)(xin)坯(pi)壁(bi)厚不(bu)(bu)均(jun)有影響。坯(pi)料經過定心(xin)(xin)的(de)穿(chuan)(chuan)孔(kong)墊(dian)鐓粗和穿(chuan)(chuan)孔(kong)之后，得到的(de)空(kong)心(xin)(xin)坯(pi)的(de)壁(bi)厚不(bu)(bu)均(jun)最小。僅極(ji)少數空(kong)心(xin)(xin)坯(pi)的(de)壁(bi)厚不(bu)(bu)均(jun)達到3mm.在這種情況(kuang)下，空(kong)心(xin)(xin)坯(pi)長度L,與(yu)內徑(jing)d,之比可以增大至7。
為(wei)了消除穿孔(kong)(kong)頭(tou)側面和端面棱緣的不(bu)均(jun)勻磨(mo)損，減(jian)小(xiao)穿孔(kong)(kong)空(kong)心(xin)坯(pi)的壁(bi)厚不(bu)均(jun)，在現代化穿孔(kong)(kong)機上，采用了鐓粗(cu)桿和穿孔(kong)(kong)芯(xin)棒運動的套管系統（圖2-31)。坯(pi)料鐓粗(cu)后，鐓粗(cu)桿不(bu)返回(hui)，而(er)是(shi)繼(ji)續(xu)壓在坯(pi)料上，這樣可以(yi)讓穿孔(kong)(kong)芯(xin)棒精(jing)確(que)地對準(zhun)坯(pi)料中心(xin)，并減(jian)小(xiao)穿孔(kong)(kong)芯(xin)棒的自由(you)長度。
采用(yong)波狀的穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)頭(tou)(tou)進行(xing)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)時，實現了穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)頭(tou)(tou)對于(yu)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)坯料的附(fu)加(jia)定心。穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)時借助于(yu)插(cha)在穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)頭(tou)(tou)切口上的彈簧，將穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)頭(tou)(tou)固定在穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)桿上。
帶(dai)有(you)穿孔(kong)桿在套(tao)管系統中(zhong)運動(dong)的(de)穿孔(kong)機上的(de)穿孔(kong)頭，其使用條件十分(fen)惡劣，穩定性能良好的(de)高(gao)鎢鋼制造，如4Cr5W2VSi和3Cr2W8V或H13等(deng)。
可(ke)(ke)以(yi)將穿(chuan)孔(kong)頭和(he)高溫(wen)壞料(liao)的接觸(chu)表面做(zuo)成有(you)圓(yuan)弧倒棱的凹面（圖2-32)這樣可(ke)(ke)以(yi)保證在整個穿(chuan)孔(kong)周期(qi)中，潤滑劑均勻地進入變形區，以(yi)提高穿(chuan)孔(kong)后空心坯的質量(liang)。
加(jia)熱溫度及其在(zai)坯(pi)料中(zhong)分布的均勻性對穿(chuan)孔(kong)后空(kong)(kong)心坯(pi)壁(bi)厚不均的影響試險表(biao)明：溫度從1160℃升(sheng)高到1225℃穿(chuan)孔(kong)時，空(kong)(kong)心坯(pi)的平均壁(bi)厚不均值下降了36.5%.這是由于穿(chuan)孔(kong)力(li)下降所致(zhi)。
穿孔(kong)(kong)前，不(bu)銹鋼管坯(pi)(pi)(pi)料(liao)的(de)加(jia)(jia)熱溫(wen)(wen)度(du)(du)應該是(shi)均(jun)勻的(de)，但(dan)要(yao)做到加(jia)(jia)熱溫(wen)(wen)度(du)(du)絕對均(jun)勻是(shi)不(bu)現(xian)實的(de)。一般當坯(pi)(pi)(pi)料(liao)橫截面上(shang)(shang)的(de)溫(wen)(wen)差(cha)不(bu)超過30℃時，得(de)到的(de)結果是(shi)可以令人滿意(yi)的(de)。這(zhe)是(shi)由于加(jia)(jia)熱到高(gao)溫(wen)(wen)的(de)坯(pi)(pi)(pi)料(liao)在(zai)輸送過程中(zhong)，低溫(wen)(wen)區通過熱傳(chuan)導而(er)使溫(wen)(wen)度(du)(du)得(de)到補償。但(dan)在(zai)感應加(jia)(jia)熱爐(lu)中(zhong)加(jia)(jia)熱的(de)坯(pi)(pi)(pi)料(liao)端部溫(wen)(wen)度(du)(du)降低，引(yin)起坯(pi)(pi)(pi)料(liao)在(zai)長度(du)(du)上(shang)(shang)，尤其是(shi)端面溫(wen)(wen)差(cha)增大時，會(hui)導致穿孔(kong)(kong)后空心坯(pi)(pi)(pi)壁厚不(bu)均(jun)和內孔(kong)(kong)彎曲度(du)(du)增加(jia)(jia)。
此外，穿孔頭的(de)形狀不(bu)(bu)正確，穿孔頭和穿孔對中模的(de)間(jian)隙不(bu)(bu)當等，都會(hui)導(dao)致空心(xin)坯壁厚不(bu)(bu)均或內孔彎曲(qu)。但(dan)當穿孔頭帶有導(dao)向的(de)尖頭時，可以減小空心(xin)坯偏心(xin)或內孔彎曲(qu)缺陷。
采用帶(dai)有定(ding)(ding)(ding)心(xin)孔(kong)的(de)實(shi)心(xin)坯(pi)料(liao)穿孔(kong)，也可以提高(gao)穿孔(kong)后空心(xin)坯(pi)的(de)同心(xin)度(du)和內孔(kong)的(de)平直度(du)。定(ding)(ding)(ding)心(xin)孔(kong)的(de)直徑大小與穿孔(kong)頭(tou)頭(tou)部(bu)導向尖的(de)直徑相匹配，定(ding)(ding)(ding)心(xin)孔(kong)的(de)深度(du)為(wei)不(bu)銹鋼管坯(pi)料(liao)上(shang)部(bu)端面起1/4~1/3坯(pi)長。這是由于在坯(pi)料(liao)穿孔(kong)的(de)不(bu)穩定(ding)(ding)(ding)階(jie)段，定(ding)(ding)(ding)心(xin)孔(kong)的(de)導向作用對(dui)穿孔(kong)后空心(xin)壞(huai)的(de)質量起到事半(ban)功倍的(de)效果所致。
