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(gang)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：
穿孔機的能力／MN 9 12 20 25
坯(pi)料(liao)最大直徑／mm 270 310 400 480
空心(xin)坯最大長度／mm 700 1000 1250 1400
穿(chuan)孔時，為(wei)了減小坯料(liao)與穿(chuan)孔筒內襯之間的(de)間隙(xi)，坯料(liao)需(xu)經過預鐓(dui)粗工序，目的(de)是為(wei)了提高穿(chuan)孔后空心(xin)坯的(de)同心(xin)度和減小空心(xin)壞內孔的(de)彎曲度，此(ci)外還滿(man)足(zu)以下條(tiao)件：
對于(yu)碳素鋼和合金鋼，坯(pi)料和穿孔筒(tong)內襯直(zhi)徑(jing)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)在坯料裝入(ru)穿孔筒時，厚度約為(wei)1mm的潤滑劑層不(bu)被擦掉。
為了使還料在(zai)穿孔筒內襯中(zhong)的(de)對中(zhong)，經常(chang)把內襯做成不大的(de)錐度（1：500).這(zhe)也便于(yu)在(zai)推出坯料時，空(kong)心壞能順利退出。
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(qi)中，每(mei)一個系數都(dou)被定義為坯(pi)料的(de)原(yuan)始面(mian)積和變(bian)形(xing)后的(de)面(mian)積的(de)比值。因此，可(ke)以通過(guo)工(gong)(gong)藝工(gong)(gong)具尺(chi)寸的(de)延(yan)伸(shen)系數完成以下形(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(xiu)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)(pi)料(liao)和穿(chuan)(chuan)孔(kong)筒內襯之(zhi)間(jian)的(de)(de)(de)間(jian)隙增(zeng)大(da)，而(er)穿(chuan)(chuan)孔(kong)前(qian)坯(pi)(pi)料(liao)又沒(mei)有充分鐓(dui)粗(cu)，穿(chuan)(chuan)孔(kong)后空(kong)心(xin)(xin)坯(pi)(pi)的(de)(de)(de)壁厚不(bu)均(jun)增(zeng)大(da)。如(ru)果(guo)間(jian)隙從(cong)3mm增(zeng)大(da)至15mm,則(ze)空(kong)心(xin)(xin)坯(pi)(pi)的(de)(de)(de)壁厚不(bu)均(jun)提高到5%~15%.
當坯料鐓粗時，在(zai)金屬中要達到為完全充滿間隙所(suo)足夠的(de)(de)單(dan)位壓(ya)(ya)力，但又不(bu)能使(shi)工具超負(fu)荷。對于321不(bu)銹鋼，鐓粗最佳(jia)的(de)(de)單(dan)位壓(ya)(ya)力值計算得出為100~150MPa,否(fou)則，將使(shi)空心坯的(de)(de)壁厚不(bu)均(jun)增(zeng)大(da)。
采(cai)用圖(tu)2-29所示斷面形狀的(de)穿孔(kong)頭作為實(shi)(shi)心(xin)坯(pi)料的(de)穿孔(kong)工具時，得到的(de)穿孔(kong)空心(xin)坯(pi)的(de)壁厚不均較小。這(zhe)已經在生產實(shi)(shi)踐中得到證實(shi)(shi)。
坯料穿(chuan)孔時，穿(chuan)孔頭(tou)承(cheng)受(shou)最繁重的工(gong)作條件，其工(gong)作帶(dai)和(he)沿外徑(jing)的棱(leng)緣(yuan)(yuan)，即側面和(he)端面的圓角承(cheng)受(shou)最大的加熱和(he)磨(mo)損（圖2-30),棱(leng)緣(yuan)(yuan)的磨(mo)損引起穿(chuan)孔空心坯的壁(bi)厚(hou)不均勻。而當這種棱(leng)緣(yuan)(yuan)磨(mo)損不均衡(heng)，甚至是單(dan)方面的磨(mo)損時，對(dui)產生(sheng)空心坯壁(bi)厚(hou)不均勻的影響(xiang)將(jiang)特別(bie)嚴重。
一般(ban)采用熱穩定性好(hao)、鎢(wu)含(han)量高的鋼來制(zhi)造(zao)穿(chuan)孔(kong)頭，如3Cr2W8V、4Cr5W2VSi、35Cr5WMoSi、Ni12等鋼種，并用制(zhi)造(zao)穿(chuan)孔(kong)芯棒的余料來制(zhi)造(zao)。其用于穿(chuan)孔(kong)不銹(xiu)鋼坯料時，穿(chuan)孔(kong)頭的使用壽命不超過30~40次／只(zhi)。
生(sheng)產中，輪(lun)流(liu)地利(li)用(yong)安(an)裝(zhuang)在穿(chuan)孔芯(xin)棒上的(de)(de)成套穿(chuan)孔頭(tou)（由10~15個組成）是(shi)最有效的(de)(de)。穿(chuan)孔芯(xin)棒采用(yong)不(bu)(bu)(bu)(bu)同的(de)(de)對中系統對空(kong)心(xin)(xin)坯壁(bi)厚不(bu)(bu)(bu)(bu)均有影(ying)響。坯料經(jing)過定心(xin)(xin)的(de)(de)穿(chuan)孔墊鐓粗(cu)和穿(chuan)孔之后，得到的(de)(de)空(kong)心(xin)(xin)坯的(de)(de)壁(bi)厚不(bu)(bu)(bu)(bu)均最小(xiao)。僅極少數空(kong)心(xin)(xin)坯的(de)(de)壁(bi)厚不(bu)(bu)(bu)(bu)均達到3mm.在這(zhe)種情況下，空(kong)心(xin)(xin)坯長度(du)L,與內徑d,之比可(ke)以增(zeng)大至7。
為了消除穿(chuan)孔頭(tou)側面和(he)(he)端面棱緣的(de)不均勻磨損，減(jian)小穿(chuan)孔空心坯的(de)壁(bi)厚不均，在現代化穿(chuan)孔機上，采用了鐓粗(cu)桿和(he)(he)穿(chuan)孔芯棒運動的(de)套(tao)管系統(tong)（圖2-31)。坯料(liao)鐓粗(cu)后，鐓粗(cu)桿不返(fan)回(hui)，而(er)是繼續壓在坯料(liao)上，這樣可以讓穿(chuan)孔芯棒精(jing)確地(di)對準坯料(liao)中心，并減(jian)小穿(chuan)孔芯棒的(de)自由長度。
采用波狀的(de)(de)穿(chuan)孔(kong)(kong)頭(tou)進行穿(chuan)孔(kong)(kong)時(shi)，實現了穿(chuan)孔(kong)(kong)頭(tou)對(dui)于穿(chuan)孔(kong)(kong)坯料的(de)(de)附(fu)加定心(xin)。穿(chuan)孔(kong)(kong)時(shi)借(jie)助于插在(zai)穿(chuan)孔(kong)(kong)頭(tou)切口上的(de)(de)彈簧，將(jiang)穿(chuan)孔(kong)(kong)頭(tou)固定在(zai)穿(chuan)孔(kong)(kong)桿上。
帶有穿孔桿在套管系(xi)統中運動的(de)穿孔機上的(de)穿孔頭，其使(shi)用條件十分惡劣，穩定性能良好(hao)的(de)高鎢鋼(gang)制造，如4Cr5W2VSi和(he)3Cr2W8V或(huo)H13等。
可以(yi)(yi)將穿孔(kong)頭和高(gao)溫壞料的(de)(de)接觸(chu)表(biao)面(mian)做成有(you)圓弧(hu)倒(dao)棱的(de)(de)凹面(mian)（圖(tu)2-32)這樣(yang)可以(yi)(yi)保證在整(zheng)個穿孔(kong)周期中(zhong)，潤(run)滑劑均勻地進入變形(xing)區，以(yi)(yi)提高(gao)穿孔(kong)后空心坯的(de)(de)質量。
加熱溫(wen)度及其在坯(pi)料中分布(bu)的(de)均(jun)勻性對穿孔(kong)后空心(xin)坯(pi)壁厚(hou)不均(jun)的(de)影(ying)響試(shi)險表明(ming)：溫(wen)度從1160℃升高到1225℃穿孔(kong)時(shi)，空心(xin)坯(pi)的(de)平均(jun)壁厚(hou)不均(jun)值下降了36.5%.這是由于(yu)穿孔(kong)力下降所致。
穿孔(kong)前(qian)，不(bu)銹鋼(gang)管坯料(liao)的(de)(de)加熱溫(wen)(wen)(wen)度(du)應該是(shi)均勻的(de)(de)，但要做到加熱溫(wen)(wen)(wen)度(du)絕對均勻是(shi)不(bu)現實的(de)(de)。一(yi)般(ban)當坯料(liao)橫截面上的(de)(de)溫(wen)(wen)(wen)差(cha)不(bu)超(chao)過30℃時，得到的(de)(de)結果是(shi)可以令人滿意的(de)(de)。這是(shi)由于加熱到高溫(wen)(wen)(wen)的(de)(de)坯料(liao)在輸送過程中(zhong)，低(di)溫(wen)(wen)(wen)區通(tong)過熱傳(chuan)導(dao)而使溫(wen)(wen)(wen)度(du)得到補償。但在感應加熱爐(lu)中(zhong)加熱的(de)(de)坯料(liao)端部溫(wen)(wen)(wen)度(du)降低(di)，引起坯料(liao)在長(chang)度(du)上，尤其是(shi)端面溫(wen)(wen)(wen)差(cha)增(zeng)大時，會導(dao)致穿孔(kong)后空(kong)心(xin)坯壁厚不(bu)均和內孔(kong)彎曲度(du)增(zeng)加。
此外，穿(chuan)孔頭(tou)(tou)的形狀不(bu)正(zheng)確，穿(chuan)孔頭(tou)(tou)和穿(chuan)孔對中(zhong)模(mo)的間隙不(bu)當等，都會導致空(kong)心(xin)(xin)坯壁厚(hou)不(bu)均(jun)或(huo)內(nei)孔彎(wan)曲(qu)。但當穿(chuan)孔頭(tou)(tou)帶有導向的尖(jian)頭(tou)(tou)時，可以減(jian)小空(kong)心(xin)(xin)坯偏心(xin)(xin)或(huo)內(nei)孔彎(wan)曲(qu)缺陷。
采用(yong)帶有(you)定心(xin)(xin)孔(kong)的實心(xin)(xin)坯(pi)(pi)料穿(chuan)孔(kong)，也可以提高穿(chuan)孔(kong)后空心(xin)(xin)坯(pi)(pi)的同心(xin)(xin)度(du)和內孔(kong)的平(ping)直度(du)。定心(xin)(xin)孔(kong)的直徑(jing)(jing)大小與穿(chuan)孔(kong)頭頭部導向(xiang)尖的直徑(jing)(jing)相匹配，定心(xin)(xin)孔(kong)的深(shen)度(du)為不(bu)銹鋼管坯(pi)(pi)料上部端面起(qi)1/4~1/3坯(pi)(pi)長。這是由于在坯(pi)(pi)料穿(chuan)孔(kong)的不(bu)穩(wen)定階段，定心(xin)(xin)孔(kong)的導向(xiang)作用(yong)對穿(chuan)孔(kong)后空心(xin)(xin)壞的質量(liang)起(qi)到事半(ban)功倍的效果(guo)所致(zhi)。
