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坯料(liao)的尺寸如下：
穿孔機的能力(li)／MN 9 12 20 25
坯料最(zui)大直徑(jing)／mm 270 310 400 480
空心坯最大(da)長度／mm 700 1000 1250 1400
穿孔(kong)(kong)時，為(wei)了減小坯(pi)(pi)料與穿孔(kong)(kong)筒內(nei)襯之間的間隙(xi)，坯(pi)(pi)料需經過預鐓粗工(gong)序，目的是(shi)為(wei)了提(ti)高穿孔(kong)(kong)后空(kong)心(xin)坯(pi)(pi)的同心(xin)度和(he)減小空(kong)心(xin)壞內(nei)孔(kong)(kong)的彎曲(qu)度，此外(wai)還滿足以下條件：
對于碳素鋼(gang)和合(he)金(jin)鋼(gang)，坯料和穿(chuan)孔筒(tong)內(nei)襯直徑(jing)之(zhi)差6~15mm;
對于不(bu)銹鋼和高合金鋼，坯料和穿孔筒內襯直徑之差2~3mm。
同時(shi)，還(huan)須考(kao)慮到(dao)在坯料裝入穿孔(kong)筒時(shi)，厚度(du)約(yue)為(wei)1mm的潤(run)滑劑層不被擦掉。
為了使還料在穿孔筒內襯中的對中，經常把內襯做(zuo)成(cheng)不大的錐(zhui)度(du)（1：500).這也便于在推出坯料時(shi)，空心壞能順利(li)退(tui)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，每一個系數(shu)都(dou)被定義為坯料(liao)的(de)原始(shi)面(mian)積(ji)和變(bian)形(xing)后(hou)的(de)面(mian)積(ji)的(de)比值(zhi)。因此，可(ke)以通過工(gong)藝工(gong)具尺寸的(de)延伸(shen)系數(shu)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%.
當坯料和穿(chuan)孔筒內襯之(zhi)間的間隙(xi)(xi)增(zeng)大，而(er)穿(chuan)孔前坯料又(you)沒(mei)有充(chong)分(fen)鐓粗(cu)，穿(chuan)孔后空(kong)心坯的壁厚不(bu)均增(zeng)大。如果間隙(xi)(xi)從3mm增(zeng)大至15mm,則空(kong)心坯的壁厚不(bu)均提高到5%~15%.
當坯(pi)料鐓粗時，在金屬中要達到為(wei)完(wan)全(quan)充滿間隙所足夠的單位壓力，但又不能使(shi)工具超負荷。對于(yu)321不銹鋼(gang)，鐓粗最佳的單位壓力值(zhi)計算得出為(wei)100~150MPa,否則，將(jiang)使(shi)空(kong)心坯(pi)的壁厚不均增大。
采用圖2-29所示斷面(mian)形狀的(de)穿(chuan)孔頭作為(wei)實心坯料(liao)的(de)穿(chuan)孔工具時，得(de)到(dao)的(de)穿(chuan)孔空心坯的(de)壁厚不均較小。這(zhe)已經在生產實踐(jian)中得(de)到(dao)證實。
坯(pi)料穿(chuan)孔(kong)時，穿(chuan)孔(kong)頭(tou)承受最(zui)繁重的工作(zuo)條件，其工作(zuo)帶(dai)和(he)(he)沿外(wai)徑的棱緣(yuan)(yuan)，即側面(mian)和(he)(he)端面(mian)的圓角承受最(zui)大的加熱和(he)(he)磨(mo)(mo)損(sun)（圖2-30),棱緣(yuan)(yuan)的磨(mo)(mo)損(sun)引起穿(chuan)孔(kong)空心坯(pi)的壁厚不(bu)(bu)均勻。而當這種(zhong)棱緣(yuan)(yuan)磨(mo)(mo)損(sun)不(bu)(bu)均衡(heng)，甚至(zhi)是單方(fang)面(mian)的磨(mo)(mo)損(sun)時，對產生空心坯(pi)壁厚不(bu)(bu)均勻的影響(xiang)將(jiang)特別嚴重。
一般采用熱穩定性好、鎢含量高的鋼來(lai)制造(zao)穿孔(kong)頭，如3Cr2W8V、4Cr5W2VSi、35Cr5WMoSi、Ni12等(deng)鋼種，并用制造(zao)穿孔(kong)芯棒的余料來(lai)制造(zao)。其用(yong)于穿孔不(bu)銹(xiu)鋼坯料時，穿孔頭的使(shi)用(yong)壽(shou)命不(bu)超過30~40次／只。
生(sheng)產中(zhong)，輪流地利用安裝在(zai)穿(chuan)(chuan)孔芯棒上的成套(tao)穿(chuan)(chuan)孔頭（由(you)10~15個組成）是最有效的。穿(chuan)(chuan)孔芯棒采(cai)用不同(tong)的對中(zhong)系統(tong)對空(kong)心(xin)坯(pi)壁厚(hou)不均有影響(xiang)。坯(pi)料經過定心(xin)的穿(chuan)(chuan)孔墊鐓粗和穿(chuan)(chuan)孔之后，得到的空(kong)心(xin)坯(pi)的壁厚(hou)不均最小。僅極少(shao)數空(kong)心(xin)坯(pi)的壁厚(hou)不均達(da)到3mm.在(zai)這種情況下(xia)，空(kong)心(xin)坯(pi)長度L,與內徑d,之比可以增大至7。
為了消(xiao)除穿孔(kong)頭(tou)側面和端面棱(leng)緣的(de)不(bu)均勻磨(mo)損，減小穿孔(kong)空心坯(pi)的(de)壁厚不(bu)均，在現代化穿孔(kong)機上(shang)，采用了鐓(dui)粗桿和穿孔(kong)芯棒運動(dong)的(de)套管系統（圖2-31)。坯(pi)料(liao)鐓(dui)粗后，鐓(dui)粗桿不(bu)返(fan)回，而是繼續壓在坯(pi)料(liao)上(shang)，這樣可(ke)以(yi)讓穿孔(kong)芯棒精確地對準坯(pi)料(liao)中心，并減小穿孔(kong)芯棒的(de)自由長(chang)度。
采用波(bo)狀的(de)(de)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)頭(tou)進行穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)時，實(shi)現了穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)頭(tou)對于穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)坯(pi)料(liao)的(de)(de)附加定心。穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)時借助于插在穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)頭(tou)切口上的(de)(de)彈(dan)簧，將穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)頭(tou)固定在穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)桿上。
帶有穿孔(kong)桿在套管系統(tong)中運(yun)動的(de)穿孔(kong)機上的(de)穿孔(kong)頭(tou)，其使用(yong)條件十分(fen)惡(e)劣(lie)，穩定性能良(liang)好的(de)高鎢鋼制造，如(ru)4Cr5W2VSi和3Cr2W8V或H13等。
可以將(jiang)穿(chuan)孔頭和高溫壞料的接觸表(biao)面(mian)做成有圓(yuan)弧倒棱的凹面(mian)（圖2-32)這樣可以保證(zheng)在(zai)整個穿(chuan)孔周期中，潤滑劑均勻地(di)進入變(bian)形(xing)區(qu)，以提高穿(chuan)孔后空心坯(pi)的質量。
加熱溫度及其在坯料中分布的均勻性對(dui)穿孔(kong)后空心坯壁厚(hou)不均的影響試險(xian)表明：溫度從1160℃升高(gao)到1225℃穿孔(kong)時，空心坯的平均壁厚(hou)不均值下降了36.5%.這是由于穿孔(kong)力下降所致。
穿(chuan)孔前，不(bu)銹鋼管(guan)坯(pi)料(liao)(liao)的(de)加熱(re)溫(wen)(wen)(wen)度(du)應該是(shi)均勻(yun)的(de)，但要做到(dao)(dao)加熱(re)溫(wen)(wen)(wen)度(du)絕(jue)對均勻(yun)是(shi)不(bu)現實的(de)。一般(ban)當坯(pi)料(liao)(liao)橫截面(mian)上(shang)的(de)溫(wen)(wen)(wen)差不(bu)超過30℃時，得(de)到(dao)(dao)的(de)結果是(shi)可以令(ling)人滿意的(de)。這是(shi)由于加熱(re)到(dao)(dao)高溫(wen)(wen)(wen)的(de)坯(pi)料(liao)(liao)在(zai)輸(shu)送(song)過程中，低(di)溫(wen)(wen)(wen)區通過熱(re)傳(chuan)導(dao)而使溫(wen)(wen)(wen)度(du)得(de)到(dao)(dao)補償(chang)。但在(zai)感應加熱(re)爐中加熱(re)的(de)坯(pi)料(liao)(liao)端部溫(wen)(wen)(wen)度(du)降低(di)，引起坯(pi)料(liao)(liao)在(zai)長度(du)上(shang)，尤其是(shi)端面(mian)溫(wen)(wen)(wen)差增大時，會導(dao)致(zhi)穿(chuan)孔后空心坯(pi)壁厚不(bu)均和內孔彎曲度(du)增加。
此外，穿(chuan)孔(kong)(kong)頭(tou)(tou)(tou)的形狀(zhuang)不(bu)正確，穿(chuan)孔(kong)(kong)頭(tou)(tou)(tou)和穿(chuan)孔(kong)(kong)對中模的間隙不(bu)當等，都(dou)會導致空(kong)心坯(pi)壁厚不(bu)均(jun)或內孔(kong)(kong)彎曲(qu)。但當穿(chuan)孔(kong)(kong)頭(tou)(tou)(tou)帶有導向(xiang)的尖頭(tou)(tou)(tou)時(shi)，可(ke)以減小空(kong)心坯(pi)偏(pian)心或內孔(kong)(kong)彎曲(qu)缺陷。
采用(yong)(yong)帶有定(ding)(ding)心(xin)孔(kong)(kong)(kong)的(de)(de)實心(xin)坯(pi)料穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)，也可(ke)以提高穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)后空(kong)心(xin)坯(pi)的(de)(de)同心(xin)度和內(nei)孔(kong)(kong)(kong)的(de)(de)平直(zhi)度。定(ding)(ding)心(xin)孔(kong)(kong)(kong)的(de)(de)直(zhi)徑(jing)大(da)小與(yu)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)頭頭部(bu)導向尖的(de)(de)直(zhi)徑(jing)相(xiang)匹配(pei)，定(ding)(ding)心(xin)孔(kong)(kong)(kong)的(de)(de)深度為不(bu)銹鋼管坯(pi)料上部(bu)端面起1/4~1/3坯(pi)長。這是由于(yu)在坯(pi)料穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)的(de)(de)不(bu)穩定(ding)(ding)階段，定(ding)(ding)心(xin)孔(kong)(kong)(kong)的(de)(de)導向作用(yong)(yong)對穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)后空(kong)心(xin)壞(huai)的(de)(de)質量(liang)起到事半(ban)功倍(bei)的(de)(de)效(xiao)果(guo)所致。
