一(yi)、坯料(liao)穿（擴）孔(kong)時的金屬流動
不(bu)銹(xiu)鋼管(guan)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。
實心坯(pi)的穿孔和(he)鉆(zhan)孔坯(pi)的擴孔，其金(jin)屬流(liu)動可以(yi)按(an)相(xiang)同的圖(tu)像來描述。
1. 實心坯料穿孔時的金屬流動
為了研究在立式(shi)穿孔(kong)機上穿孔(kong)時金屬的(de)流動，采用在兩端刻(ke)有坐標網格(ge)，不帶潤(run)滑劑(ji)的(de)坯料鐓粗后，穿孔(kong)“中止”，從徑(jing)向(xiang)平面上取樣制作顯微磨片（圖3-27)來進行分析。
由圖3-27可以看出，穿孔頭(tou)下(xia)端面(mian)形成倒錐形體的金屬(shu)“停滯區”，其大小取決于(yu)穿孔頭(tou)的形狀(zhuang)和所使(shi)用的工藝潤滑劑(ji)的效果。
而從(cong)穿孔余(yu)料（圖3-28)可以看出，在(zai)其上(shang)端(duan)面（圖3-28(a))留(liu)有(you)(you)坐標網格(ge)(ge)的(de)痕跡(ji)，下端(duan)面（圖3-28(b))也留(liu)有(you)(you)坐標網格(ge)(ge)的(de)痕跡(ji)，并在(zai)其徑向斷面的(de)顯微磨(mo)片上(shang)看得出有(you)(you)倒錐形“停(ting)滯區”的(de)金屬流(liu)線(xian)痕跡(ji)（圖3-28（c))。
據(ju)上(shang)所述，對于不帶(dai)玻(bo)璃潤滑劑的實心坯料穿孔工藝過程的金屬流動可做如(ru)下描(miao)述：
當穿(chuan)孔過程開始時(shi)，坯(pi)料(liao)進(jin)行預鐓粗，使坯(pi)料(liao)沿(yan)(yan)圓周方向(xiang)金屬(shu)(shu)流(liu)動充滿穿(chuan)孔筒。此時(shi)，坯(pi)料(liao)直(zhi)徑(jing)與(yu)穿(chuan)孔筒直(zhi)徑(jing)相同。當穿(chuan)孔桿下(xia)(xia)降，穿(chuan)孔頭(tou)接(jie)觸(chu)坯(pi)料(liao)上端(duan)面時(shi)，由于工具與(yu)接(jie)觸(chu)坯(pi)料(liao)端(duan)面間的(de)摩擦，在(zai)其接(jie)觸(chu)面下(xia)(xia)形成倒錐體(ti)形的(de)“停(ting)滯區(qu)”。當穿(chuan)孔桿繼續下(xia)(xia)降時(shi)，停(ting)滯的(de)錐體(ti)狀(zhuang)金屬(shu)(shu)成為穿(chuan)孔頭(tou)的(de)“前錐”，并(bing)隨著穿(chuan)孔頭(tou)的(de)向(xiang)下(xia)(xia)推進(jin)，“前錐”金屬(shu)(shu)楔入坯(pi)料(liao)中心(xin)，使向(xiang)徑(jing)向(xiang)延(yan)伸的(de)變形金屬(shu)(shu)沿(yan)(yan)著穿(chuan)孔頭(tou)周邊和穿(chuan)孔筒內壁(bi)向(xiang)上流(liu)動。
在(zai)(zai)穿(chuan)孔(kong)過程結束時，穿(chuan)孔(kong)頭下(xia)面的停滯金屬(shu)留在(zai)(zai)穿(chuan)孔(kong)余(yu)料的上端面。穿(chuan)孔(kong)余(yu)料進入“封底”剪切環后(hou)被切斷。而穿(chuan)孔(kong)坯料的下(xia)表面則由未變形的金屬(shu)組成。
在(zai)穿(chuan)孔(kong)過程中，由(you)于穿(chuan)孔(kong)頭下面部(bu)分金(jin)屬(shu)產(chan)生(sheng)最強烈(lie)的變(bian)形(xing)，導致(zhi)坯(pi)料中心部(bu)位金(jin)屬(shu)的嚴重不均勻變(bian)形(xing)。穿(chuan)孔(kong)空心坯(pi)內表(biao)面金(jin)屬(shu)強烈(lie)的不均勻變(bian)形(xing)是最容易產(chan)生(sheng)缺陷的部(bu)位。因而，往往在(zai)低塑(su)性材料管(guan)材生(sheng)產(chan)時(shi)，穿(chuan)孔(kong)空心坯(pi)在(zai)擠壓前(qian)，會進行(xing)冷卻、酸洗(xi)、檢查及磨(mo)修(xiu)工序。
穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)時，玻璃(li)(li)潤(run)(run)滑(hua)(hua)劑的(de)(de)(de)(de)(de)使用(yong)，使穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)頭下面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)金(jin)屬(shu)停滯區大(da)大(da)減(jian)小，甚至良好的(de)(de)(de)(de)(de)潤(run)(run)滑(hua)(hua)劑可以(yi)完全取代金(jin)屬(shu)停滯區的(de)(de)(de)(de)(de)體積。特(te)別是(shi)下端面(mian)凹(ao)形穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)頭（圖2-28)的(de)(de)(de)(de)(de)采用(yong)，使穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)頭的(de)(de)(de)(de)(de)凹(ao)形端面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)接觸(chu)處成為(wei)潤(run)(run)滑(hua)(hua)劑的(de)(de)(de)(de)(de)“特(te)殊(shu)儲存器(qi)”，潤(run)(run)滑(hua)(hua)劑的(de)(de)(de)(de)(de)熔化部分在穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)頭的(de)(de)(de)(de)(de)周圍及其(qi)與變形金(jin)屬(shu)之間被均勻地擠出一層玻璃(li)(li)潤(run)(run)滑(hua)(hua)劑，潤(run)(run)滑(hua)(hua)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)頭和坯料的(de)(de)(de)(de)(de)內(nei)表(biao)面(mian)，以(yi)降低(di)(di)摩擦系數(shu)，使剪切變形限制在潤(run)(run)滑(hua)(hua)層的(de)(de)(de)(de)(de)范圍內(nei)，從而降低(di)(di)了不(bu)銹鋼管坯內(nei)表(biao)面(mian)產(chan)生缺陷(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)可能(neng)性，尤其(qi)是(shi)對(dui)于長坯料的(de)(de)(de)(de)(de)生產(chan)效果更為(wei)顯著。
同樣(yang)，坯料的(de)(de)(de)外涂(tu)粉為坯料金屬與穿孔筒內襯的(de)(de)(de)內表面(mian)接觸(chu)提供了潤滑(hua)條件，使穿孔時的(de)(de)(de)摩擦力和(he)不均勻變形區減小(xiao)，有利于空心坯表面(mian)質量的(de)(de)(de)提高。
2. 預(yu)鉆孔坯料擴孔時的金屬(shu)流動
預鉆孔坯(pi)料(liao)的擴孔過程沒有(you)坯(pi)料(liao)的鐓粗工序(xu)。
擴(kuo)孔過程開(kai)始(shi)(shi)時，在特(te)殊形狀擴(kuo)孔頭向(xiang)(xiang)下移動(dong)的作用(yong)下，坯料(liao)(liao)金屬(shu)開(kai)始(shi)(shi)塑(su)性流(liu)動(dong)。金屬(shu)首(shou)先向(xiang)(xiang)側面(mian)擴(kuo)張(zhang)流(liu)動(dong)，至充滿坯料(liao)(liao)和(he)穿孔筒內表面(mian)之間的間隙。然(ran)后(hou)向(xiang)(xiang)上流(liu)動(dong)。當擴(kuo)孔時的擴(kuo)徑力轉變為剪切力的瞬間，進行擴(kuo)孔余料(liao)(liao)的切除，結束整(zheng)個(ge)擴(kuo)孔過程。
擴孔過程中各階段(duan)金(jin)屬的流動(dong)如(ru)圖(tu)3-29所示(shi)。
二、坯料穿（擴(kuo)）孔時變(bian)形力的確(que)定
1. 坯料穿孔時鐓粗力的(de)確定(ding)
表述在穿孔筒中(zhong)鐓壓(ya)圓柱體(ti)的(de)公式尚無，采用Siebel自由(you)(you)鍛(duan)(duan)公式來(lai)確定坯料的(de)鐓粗(cu)力(li)(li)。一般模鍛(duan)(duan)的(de)壓(ya)力(li)(li)為自由(you)(you)鍛(duan)(duan)壓(ya)力(li)(li)的(de)一倍。根(gen)據阿亨工業大學塑性(xing)變(bian)形研究所(suo)的(de)試驗指出，鍛(duan)(duan)壓(ya)力(li)(li)模鍛(duan)(duan)比自由(you)(you)鍛(duan)(duan)大一倍以(yi)上。坯料穿孔時鐓粗(cu)力(li)(li)的(de)計算(suan)公式如下：
尼科波爾南方鋼管廠計算敦粗力的(de)簡(jian)單公式：
2. 實(shi)心坯料穿孔(kong)時穿孔(kong)力的確定
實心坯料穿孔時的計(ji)算公式如下：
b. 尼科波爾南方(fang)鋼管廠確(que)定(ding)穿孔力的公式：
3. 預(yu)鉆孔坯料(liao)擴孔時擴孔力的(de)確(que)定(ding)
預鉆孔坯料(liao)擴(kuo)孔時擴(kuo)孔力的(de)計算公式(shi)如下：
尼科波(bo)爾(er)南方(fang)鋼管廠的經驗認為：
a. 在(zai)預鉆孔(kong)坯料(liao)擴(kuo)孔(kong)時，坯料(liao)在(zai)穿孔(kong)機上(shang)不進行(xing)鐓粗。其延(yan)伸系數(shu)取大于1,但比實心(xin)坯料(liao)穿孔(kong)時小。
b. 擴孔(kong)力可以按實心坯料穿(chuan)孔(kong)的公式來計(ji)算，其大(da)小取為計(ji)算值的25%~30%.
