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(xiu)鋼管坯料的尺寸如下：
穿孔機的(de)能力／MN 9 12 20 25
坯料最大直徑／mm 270 310 400 480
空心坯最大長(chang)度／mm 700 1000 1250 1400
穿(chuan)孔時，為(wei)了減(jian)小坯料與穿(chuan)孔筒內襯之間(jian)的間(jian)隙，坯料需經過(guo)預(yu)鐓(dui)粗工序，目的是(shi)為(wei)了提(ti)高(gao)穿(chuan)孔后空心坯的同(tong)心度和減(jian)小空心壞內孔的彎曲度，此外還滿(man)足以下(xia)條件：
對于碳素鋼(gang)和合(he)金鋼(gang)，坯料和穿孔筒內襯直徑(jing)之差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，還須考慮到(dao)在坯料裝(zhuang)入穿(chuan)孔筒時，厚度約為1mm的潤(run)滑劑層(ceng)不被(bei)擦掉(diao)。
為了使還料(liao)在(zai)穿孔筒內(nei)襯(chen)中的(de)對(dui)中，經常把內(nei)襯(chen)做成不(bu)大(da)的(de)錐度（1：500).這(zhe)也便于在(zai)推出坯料(liao)時，空(kong)心壞能順利(li)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(zhong)，每一個系數都被定義為坯(pi)料的原始面積(ji)和變形(xing)后的面積(ji)的比值。因(yin)此，可以通過工藝工具尺(chi)寸(cun)的延伸系數完成以下(xia)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(bu)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)料和穿孔筒內襯之間的(de)間隙(xi)增(zeng)大，而穿孔前坯(pi)料又(you)沒有充分鐓粗，穿孔后空(kong)心坯(pi)的(de)壁厚(hou)不(bu)均增(zeng)大。如果(guo)間隙(xi)從3mm增(zeng)大至15mm,則空(kong)心坯(pi)的(de)壁厚(hou)不(bu)均提高到5%~15%.
當坯(pi)料鐓粗時(shi)，在(zai)金屬中要達到為完全(quan)充滿(man)間隙所足夠的單位壓(ya)力(li)，但又不能使工具超負荷。對于(yu)321不銹鋼，鐓粗最佳(jia)的單位壓(ya)力(li)值計(ji)算(suan)得出為100~150MPa,否則(ze)，將使空心坯(pi)的壁(bi)厚不均(jun)增大。
采用圖2-29所(suo)示(shi)斷面形狀的(de)(de)穿(chuan)孔頭作為實(shi)(shi)心坯料的(de)(de)穿(chuan)孔工具時，得(de)到的(de)(de)穿(chuan)孔空心坯的(de)(de)壁厚不均較小。這已經在生產(chan)實(shi)(shi)踐中得(de)到證(zheng)實(shi)(shi)。
坯料穿(chuan)孔(kong)時，穿(chuan)孔(kong)頭承(cheng)受最繁重的(de)(de)工(gong)(gong)作(zuo)條(tiao)件，其工(gong)(gong)作(zuo)帶和(he)沿外徑的(de)(de)棱(leng)(leng)緣(yuan)，即側面和(he)端面的(de)(de)圓角承(cheng)受最大的(de)(de)加(jia)熱和(he)磨(mo)(mo)損(sun)（圖2-30),棱(leng)(leng)緣(yuan)的(de)(de)磨(mo)(mo)損(sun)引起穿(chuan)孔(kong)空(kong)(kong)心坯的(de)(de)壁(bi)厚不(bu)均(jun)(jun)勻(yun)。而當這種棱(leng)(leng)緣(yuan)磨(mo)(mo)損(sun)不(bu)均(jun)(jun)衡，甚(shen)至是(shi)單方(fang)面的(de)(de)磨(mo)(mo)損(sun)時，對(dui)產生空(kong)(kong)心坯壁(bi)厚不(bu)均(jun)(jun)勻(yun)的(de)(de)影響將(jiang)特別嚴(yan)重。
一般采用熱穩定性好、鎢(wu)含(han)量高的鋼來(lai)制(zhi)造穿孔頭，如(ru)3Cr2W8V、4Cr5W2VSi、35Cr5WMoSi、Ni12等鋼種(zhong)，并用制(zhi)造穿孔芯棒(bang)的余料來(lai)制(zhi)造。其用(yong)于穿孔(kong)不銹鋼(gang)坯料(liao)時，穿孔(kong)頭(tou)的使(shi)用(yong)壽命不超過30~40次／只(zhi)。
生(sheng)產中，輪流地利用安裝在穿(chuan)(chuan)孔芯棒上的(de)(de)成套穿(chuan)(chuan)孔頭（由10~15個組成）是最(zui)有效的(de)(de)。穿(chuan)(chuan)孔芯棒采用不(bu)同的(de)(de)對(dui)中系統對(dui)空(kong)心坯(pi)壁厚(hou)不(bu)均有影(ying)響。坯(pi)料經(jing)過定(ding)心的(de)(de)穿(chuan)(chuan)孔墊(dian)鐓粗和穿(chuan)(chuan)孔之后，得到的(de)(de)空(kong)心坯(pi)的(de)(de)壁厚(hou)不(bu)均最(zui)小。僅(jin)極少(shao)數(shu)空(kong)心坯(pi)的(de)(de)壁厚(hou)不(bu)均達(da)到3mm.在這種(zhong)情況下，空(kong)心坯(pi)長度(du)L,與內(nei)徑d,之比可以(yi)增大至7。
為了消除穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)頭側面和端(duan)面棱緣(yuan)的(de)不(bu)均勻磨損，減小穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)空心坯(pi)的(de)壁厚不(bu)均，在(zai)現代化穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)機上，采(cai)用了鐓粗桿(gan)和穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)芯棒(bang)(bang)(bang)運(yun)動(dong)的(de)套管系(xi)統（圖(tu)2-31)。坯(pi)料鐓粗后，鐓粗桿(gan)不(bu)返回，而是繼(ji)續壓在(zai)坯(pi)料上，這(zhe)樣可以讓穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)芯棒(bang)(bang)(bang)精確地對準坯(pi)料中心，并減小穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)芯棒(bang)(bang)(bang)的(de)自(zi)由長度。
采用波狀的(de)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)頭(tou)(tou)(tou)進行穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)時(shi)，實現了穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)頭(tou)(tou)(tou)對于穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)坯(pi)料的(de)附加定心。穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)時(shi)借助(zhu)于插(cha)在穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)頭(tou)(tou)(tou)切口上(shang)的(de)彈簧，將穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)頭(tou)(tou)(tou)固(gu)定在穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)桿上(shang)。
帶有穿孔桿在(zai)套管系統中運(yun)動的穿孔機(ji)上的穿孔頭，其使(shi)用條(tiao)件十(shi)分(fen)惡劣，穩定(ding)性能良(liang)好的高鎢(wu)鋼制(zhi)造，如4Cr5W2VSi和3Cr2W8V或H13等。
可(ke)以將(jiang)穿(chuan)孔頭和高溫壞料的(de)接觸表面(mian)(mian)做(zuo)成有圓弧(hu)倒棱的(de)凹面(mian)(mian)（圖(tu)2-32)這樣可(ke)以保證在整個穿(chuan)孔周期中(zhong)，潤(run)滑劑(ji)均勻地進入變形區，以提高穿(chuan)孔后(hou)空心坯的(de)質量。
加熱溫度及其(qi)在(zai)坯(pi)料(liao)中分布(bu)的(de)均(jun)(jun)勻性對穿孔后空心坯(pi)壁(bi)厚(hou)不(bu)均(jun)(jun)的(de)影響試險表(biao)明：溫度從1160℃升高到1225℃穿孔時，空心坯(pi)的(de)平(ping)均(jun)(jun)壁(bi)厚(hou)不(bu)均(jun)(jun)值下降(jiang)了36.5%.這是(shi)由于(yu)穿孔力(li)下降(jiang)所致。
穿孔前，不銹鋼管(guan)坯(pi)(pi)料的(de)加(jia)熱(re)(re)(re)溫(wen)(wen)度(du)(du)應該是均勻的(de)，但(dan)要做(zuo)到(dao)加(jia)熱(re)(re)(re)溫(wen)(wen)度(du)(du)絕對均勻是不現實的(de)。一般當(dang)坯(pi)(pi)料橫截(jie)面(mian)上(shang)的(de)溫(wen)(wen)差不超過(guo)30℃時，得(de)到(dao)的(de)結果(guo)是可以(yi)令人滿意的(de)。這是由于加(jia)熱(re)(re)(re)到(dao)高溫(wen)(wen)的(de)坯(pi)(pi)料在輸(shu)送過(guo)程中，低(di)溫(wen)(wen)區通過(guo)熱(re)(re)(re)傳導(dao)而使(shi)溫(wen)(wen)度(du)(du)得(de)到(dao)補償。但(dan)在感應加(jia)熱(re)(re)(re)爐中加(jia)熱(re)(re)(re)的(de)坯(pi)(pi)料端部溫(wen)(wen)度(du)(du)降(jiang)低(di)，引起坯(pi)(pi)料在長(chang)度(du)(du)上(shang)，尤其是端面(mian)溫(wen)(wen)差增(zeng)大時，會(hui)導(dao)致穿孔后空心坯(pi)(pi)壁厚不均和內孔彎曲(qu)度(du)(du)增(zeng)加(jia)。
此外，穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)頭的形狀不(bu)正確，穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)頭和穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)對中(zhong)模的間隙不(bu)當等(deng)，都(dou)會(hui)導(dao)致空(kong)心坯(pi)(pi)壁厚不(bu)均或(huo)(huo)內(nei)孔(kong)彎曲(qu)(qu)。但當穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)頭帶(dai)有導(dao)向的尖頭時(shi)，可(ke)以減小空(kong)心坯(pi)(pi)偏心或(huo)(huo)內(nei)孔(kong)彎曲(qu)(qu)缺陷。
采用帶有(you)定心(xin)孔(kong)(kong)的(de)(de)實(shi)心(xin)坯(pi)料(liao)穿(chuan)孔(kong)(kong)，也可(ke)以提高穿(chuan)孔(kong)(kong)后空心(xin)坯(pi)的(de)(de)同心(xin)度(du)和內(nei)孔(kong)(kong)的(de)(de)平直(zhi)度(du)。定心(xin)孔(kong)(kong)的(de)(de)直(zhi)徑(jing)大小與穿(chuan)孔(kong)(kong)頭頭部導向(xiang)尖的(de)(de)直(zhi)徑(jing)相匹配，定心(xin)孔(kong)(kong)的(de)(de)深度(du)為不(bu)銹鋼管坯(pi)料(liao)上部端(duan)面起1/4~1/3坯(pi)長。這是由于在坯(pi)料(liao)穿(chuan)孔(kong)(kong)的(de)(de)不(bu)穩定階段，定心(xin)孔(kong)(kong)的(de)(de)導向(xiang)作用對穿(chuan)孔(kong)(kong)后空心(xin)壞(huai)的(de)(de)質量(liang)起到事半功(gong)倍的(de)(de)效果所致。
