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管(guan)坯料的尺寸如下：
穿(chuan)孔機的能力／MN 9 12 20 25
坯料最大直徑／mm 270 310 400 480
空(kong)心(xin)坯最大長度／mm 700 1000 1250 1400
穿孔(kong)時，為了(le)減(jian)小坯(pi)(pi)料與(yu)穿孔(kong)筒內襯之間的(de)(de)間隙，坯(pi)(pi)料需經過(guo)預鐓粗工序，目的(de)(de)是(shi)為了(le)提(ti)高穿孔(kong)后(hou)空(kong)心(xin)(xin)坯(pi)(pi)的(de)(de)同心(xin)(xin)度和減(jian)小空(kong)心(xin)(xin)壞(huai)內孔(kong)的(de)(de)彎曲度，此(ci)外還滿足以下條件(jian)：
對于碳素鋼(gang)和(he)合金鋼(gang)，坯料和(he)穿孔筒內襯直徑(jing)之差6~15mm;
對于不銹鋼(gang)和高合金鋼，坯料和穿孔筒內襯直徑之差2~3mm。
同時，還須考慮到在坯料裝入穿(chuan)孔筒時，厚(hou)度約(yue)為1mm的潤滑劑層不被擦掉。
為了使還料(liao)在(zai)穿孔筒內襯中的對(dui)中，經常把內襯做成不大的錐度（1：500).這也便于在(zai)推出坯料(liao)時，空心壞能(neng)順(shun)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(qi)中，每一(yi)個系數都(dou)被(bei)定(ding)義為坯料的原始(shi)面(mian)積(ji)和變(bian)形(xing)后的面(mian)積(ji)的比值。因此(ci)，可以通過工藝(yi)工具(ju)尺(chi)寸的延伸系數完成(cheng)以下形(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(gang)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(liao)和穿(chuan)孔筒(tong)內襯之(zhi)間(jian)的間(jian)隙增大(da)，而穿(chuan)孔前坯料(liao)又沒有充(chong)分鐓粗，穿(chuan)孔后(hou)空(kong)心(xin)(xin)坯的壁厚不均增大(da)。如果間(jian)隙從3mm增大(da)至15mm,則(ze)空(kong)心(xin)(xin)坯的壁厚不均提高到5%~15%.
當坯(pi)料鐓粗(cu)(cu)時，在金屬中要達到為完全充滿間隙(xi)所足夠的(de)單(dan)(dan)位壓力(li)，但又(you)不能使工具超負荷(he)。對于321不銹鋼，鐓粗(cu)(cu)最佳的(de)單(dan)(dan)位壓力(li)值計算得出為100~150MPa,否(fou)則，將使空心坯(pi)的(de)壁厚不均增大(da)。
采(cai)用圖(tu)2-29所示(shi)斷面形狀的(de)(de)穿孔(kong)頭作為實(shi)心坯(pi)料的(de)(de)穿孔(kong)工具時，得到的(de)(de)穿孔(kong)空心坯(pi)的(de)(de)壁厚(hou)不均較小。這已經(jing)在(zai)生產實(shi)踐中得到證(zheng)實(shi)。
坯(pi)料(liao)穿(chuan)孔(kong)(kong)時，穿(chuan)孔(kong)(kong)頭(tou)承受最繁重的工(gong)(gong)作條件，其工(gong)(gong)作帶和(he)沿(yan)外徑的棱緣(yuan)(yuan)，即側面(mian)(mian)和(he)端面(mian)(mian)的圓角(jiao)承受最大(da)的加熱和(he)磨(mo)損(sun)（圖2-30),棱緣(yuan)(yuan)的磨(mo)損(sun)引起穿(chuan)孔(kong)(kong)空心坯(pi)的壁(bi)厚不均(jun)勻。而當這種棱緣(yuan)(yuan)磨(mo)損(sun)不均(jun)衡，甚至是單方面(mian)(mian)的磨(mo)損(sun)時，對產生空心坯(pi)壁(bi)厚不均(jun)勻的影(ying)響將特(te)別嚴重。
一般采用熱(re)穩定(ding)性好、鎢含量高的(de)鋼來制造(zao)(zao)穿(chuan)孔頭，如3Cr2W8V、4Cr5W2VSi、35Cr5WMoSi、Ni12等鋼種(zhong)，并用制造(zao)(zao)穿(chuan)孔芯棒的(de)余料來制造(zao)(zao)。其用于穿孔(kong)不(bu)(bu)銹鋼(gang)坯料時，穿孔(kong)頭的使用壽命不(bu)(bu)超(chao)過30~40次／只。
生產中，輪流地利用安裝在(zai)穿(chuan)(chuan)孔芯(xin)棒上的(de)(de)成套穿(chuan)(chuan)孔頭（由10~15個組成）是最有效的(de)(de)。穿(chuan)(chuan)孔芯(xin)棒采用不同(tong)的(de)(de)對中系統對空(kong)心坯壁(bi)厚不均(jun)有影響。坯料經過定心的(de)(de)穿(chuan)(chuan)孔墊鐓粗和穿(chuan)(chuan)孔之(zhi)后，得到的(de)(de)空(kong)心坯的(de)(de)壁(bi)厚不均(jun)最小。僅極少數空(kong)心坯的(de)(de)壁(bi)厚不均(jun)達(da)到3mm.在(zai)這種情況下，空(kong)心坯長度L,與內徑d,之(zhi)比可以增大至7。
為了消除穿孔(kong)(kong)(kong)頭側面和端面棱(leng)緣(yuan)的(de)不均勻磨損，減(jian)(jian)小(xiao)(xiao)穿孔(kong)(kong)(kong)空心(xin)坯(pi)(pi)的(de)壁厚不均，在(zai)現代化穿孔(kong)(kong)(kong)機上(shang)，采用了鐓粗(cu)(cu)桿(gan)和穿孔(kong)(kong)(kong)芯(xin)(xin)棒運動的(de)套管系統（圖2-31)。坯(pi)(pi)料鐓粗(cu)(cu)后，鐓粗(cu)(cu)桿(gan)不返回(hui)，而是繼(ji)續壓在(zai)坯(pi)(pi)料上(shang)，這樣可以讓(rang)穿孔(kong)(kong)(kong)芯(xin)(xin)棒精確地(di)對準坯(pi)(pi)料中心(xin)，并減(jian)(jian)小(xiao)(xiao)穿孔(kong)(kong)(kong)芯(xin)(xin)棒的(de)自由長度(du)。
采用波狀的穿(chuan)(chuan)(chuan)孔頭(tou)進行穿(chuan)(chuan)(chuan)孔時，實現了(le)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔頭(tou)對于(yu)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔坯(pi)料(liao)的附(fu)加定心。穿(chuan)(chuan)(chuan)孔時借(jie)助于(yu)插(cha)在(zai)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔頭(tou)切口上的彈簧，將(jiang)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔頭(tou)固定在(zai)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔桿上。
帶有穿孔桿在套(tao)管系統中(zhong)運動(dong)的(de)穿孔機上的(de)穿孔頭，其使(shi)用條(tiao)件十分惡劣(lie)，穩定性能良好的(de)高(gao)鎢鋼制造，如4Cr5W2VSi和3Cr2W8V或H13等。
可(ke)以(yi)(yi)將(jiang)穿孔頭和高(gao)溫(wen)壞(huai)料的(de)接觸表面(mian)做成有圓弧倒棱的(de)凹面(mian)（圖2-32)這樣可(ke)以(yi)(yi)保(bao)證在整個穿孔周期中，潤(run)滑劑均(jun)勻(yun)地(di)進入(ru)變形區(qu)，以(yi)(yi)提高(gao)穿孔后(hou)空(kong)心坯的(de)質量。
加熱溫度(du)及其在坯(pi)料(liao)中分布的(de)均(jun)勻性對(dui)穿孔后(hou)空心(xin)(xin)坯(pi)壁厚(hou)不(bu)均(jun)的(de)影(ying)響試險表明：溫度(du)從1160℃升(sheng)高到1225℃穿孔時(shi)，空心(xin)(xin)坯(pi)的(de)平均(jun)壁厚(hou)不(bu)均(jun)值下(xia)(xia)降了36.5%.這(zhe)是(shi)由于穿孔力下(xia)(xia)降所致。
穿(chuan)孔前，不(bu)銹鋼管坯料(liao)(liao)的(de)(de)(de)加熱(re)(re)溫(wen)度(du)(du)應該是均(jun)勻的(de)(de)(de)，但(dan)要做到(dao)加熱(re)(re)溫(wen)度(du)(du)絕(jue)對均(jun)勻是不(bu)現實的(de)(de)(de)。一般當(dang)坯料(liao)(liao)橫(heng)截(jie)面上的(de)(de)(de)溫(wen)差(cha)不(bu)超過(guo)30℃時(shi)，得到(dao)的(de)(de)(de)結果是可以令人滿(man)意的(de)(de)(de)。這是由于(yu)加熱(re)(re)到(dao)高溫(wen)的(de)(de)(de)坯料(liao)(liao)在輸送(song)過(guo)程中(zhong)，低(di)溫(wen)區通過(guo)熱(re)(re)傳(chuan)導(dao)而使(shi)溫(wen)度(du)(du)得到(dao)補償。但(dan)在感應加熱(re)(re)爐中(zhong)加熱(re)(re)的(de)(de)(de)坯料(liao)(liao)端部溫(wen)度(du)(du)降低(di)，引起坯料(liao)(liao)在長度(du)(du)上，尤其是端面溫(wen)差(cha)增大時(shi)，會導(dao)致穿(chuan)孔后(hou)空心坯壁(bi)厚不(bu)均(jun)和內孔彎(wan)曲度(du)(du)增加。
此外，穿(chuan)孔(kong)頭(tou)的形狀不(bu)正確，穿(chuan)孔(kong)頭(tou)和穿(chuan)孔(kong)對(dui)中模的間隙不(bu)當(dang)等，都會導(dao)致空(kong)心坯壁厚不(bu)均或內孔(kong)彎(wan)曲。但當(dang)穿(chuan)孔(kong)頭(tou)帶有(you)導(dao)向的尖頭(tou)時，可(ke)以減小空(kong)心坯偏心或內孔(kong)彎(wan)曲缺陷。
采用帶有定心(xin)(xin)孔(kong)的(de)實(shi)心(xin)(xin)坯(pi)料(liao)穿孔(kong)，也可以提高穿孔(kong)后空心(xin)(xin)坯(pi)的(de)同心(xin)(xin)度和內(nei)孔(kong)的(de)平直(zhi)(zhi)度。定心(xin)(xin)孔(kong)的(de)直(zhi)(zhi)徑大小(xiao)與穿孔(kong)頭頭部(bu)(bu)導向尖的(de)直(zhi)(zhi)徑相匹配，定心(xin)(xin)孔(kong)的(de)深度為不(bu)銹鋼管坯(pi)料(liao)上部(bu)(bu)端(duan)面起(qi)1/4~1/3坯(pi)長。這是(shi)由于(yu)在(zai)坯(pi)料(liao)穿孔(kong)的(de)不(bu)穩(wen)定階段，定心(xin)(xin)孔(kong)的(de)導向作(zuo)用對穿孔(kong)后空心(xin)(xin)壞的(de)質量(liang)起(qi)到事半功倍的(de)效(xiao)果(guo)所致。
