一、坯料穿（擴）孔時的金屬流動

 不銹鋼管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。

 實心坯的穿孔和鉆孔坯的擴孔，其金屬流動可以按相同的圖像來描述。

1. 實心坯料穿孔時的金屬流動

  為了研究在立式穿孔機上穿孔時金屬的流動，采用在兩端刻有坐標網格，不帶潤滑劑的坯料鐓粗后，穿孔“中止”，從徑向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，穿孔頭下端面形成倒錐形體的金屬“停滯區”，其大小取決于穿孔頭的形狀和所使用的工藝潤滑劑的效果。

  而從穿孔余料（圖3-28)可以看出，在其上端面（圖3-28(a))留有坐標網格的痕跡，下端面（圖3-28(b))也留有坐標網格的痕跡，并在其徑向斷面的顯微磨片上看得出有倒錐形“停滯區”的金屬流線痕跡（圖3-28（c))。

  據上所述，對于不帶玻璃潤滑劑的實心坯料穿孔工藝過程的金屬流動可做如下描述：

 當穿孔過程開始時，坯料進行預鐓粗，使坯料沿圓周方向金屬流動充滿穿孔筒。此時，坯料直徑與穿孔筒直徑相同。當穿孔桿下降，穿孔頭接觸坯料上端面時，由于工具與接觸坯料端面間的摩擦，在其接觸面下形成倒錐體形的“停滯區”。當穿孔桿繼續下降時，停滯的錐體狀金屬成為穿孔頭的“前錐”，并隨著穿孔頭的向下推進，“前錐”金屬楔入坯料中心，使向徑向延伸的變形金屬沿著穿孔頭周邊和穿孔筒內壁向上流動。

 在穿孔過程結束時，穿孔頭下面的停滯金屬留在穿孔余料的上端面。穿孔余料進入“封底”剪切環后被切斷。而穿孔坯料的下表面則由未變形的金屬組成。

 在穿孔過程中，由于穿孔頭下面部分金屬產生最強烈的變形，導致坯料中心部位金屬的嚴重不均勻變形。穿孔空心坯內表面金屬強烈的不均勻變形是最容易產生缺陷的部位。因而，往往在低塑性材料管材生產時，穿孔空心坯在擠壓前，會進行冷卻、酸洗、檢查及磨修工序。

穿孔時，玻璃潤滑劑的使用，使穿孔頭下面的金屬停滯區大大減小，甚至良好的潤滑劑可以完全取代金屬停滯區的體積。特別是下端面凹形穿孔頭（圖2-28)的采用，使穿孔頭的凹形端面的接觸處成為潤滑劑的“特殊儲存器”，潤滑劑的熔化部分在穿孔頭的周圍及其與變形金屬之間被均勻地擠出一層玻璃潤滑劑，潤滑穿孔頭和坯料的內表面，以降低摩擦系數，使剪切變形限制在潤滑層的范圍內，從而降低了不銹鋼管坯內表面產生缺陷的可能性，尤其是對于長坯料的生產效果更為顯著。

同樣，坯料的外涂粉為坯料金屬與穿孔筒內襯的內表面接觸提供了潤滑條件，使穿孔時的摩擦力和不均勻變形區減小，有利于空心坯表面質量的提高。

 2. 預鉆孔坯料擴孔時的金屬流動

 預鉆孔坯料的擴孔過程沒有坯料的鐓粗工序。

 擴孔過程開始時，在特殊形狀擴孔頭向下移動的作用下，坯料金屬開始塑性流動。金屬首先向側面擴張流動，至充滿坯料和穿孔筒內表面之間的間隙。然后向上流動。當擴孔時的擴徑力轉變為剪切力的瞬間，進行擴孔余料的切除，結束整個擴孔過程。

擴孔過程中各階段金屬的流動如圖3-29所示。

二、坯料穿（擴）孔時變形力的確定

 1. 坯料穿孔時鐓粗力的確定

  表述在穿孔筒中鐓壓圓柱體的公式尚無，采用Siebel自由鍛公式來確定坯料的鐓粗力。一般模鍛的壓力為自由鍛壓力的一倍。根據阿亨工業大學塑性變形研究所的試驗指出，鍛壓力模鍛比自由鍛大一倍以上。坯料穿孔時鐓粗力的計算公式如下：

尼科波爾南方鋼管廠計算敦粗力的簡單公式：

2. 實心坯料穿孔時穿孔力的確定

 實心坯料穿孔時的計算公式如下：

 b. 尼科波爾南方鋼管廠確定穿孔力的公式：

3. 預鉆孔坯料擴孔時擴孔力的確定

 預鉆孔坯料擴孔時擴孔力的計算公式如下：

 尼科波爾南方鋼管廠的經驗認為：

  a. 在預鉆孔坯料擴孔時，坯料在穿孔機上不進行鐓粗。其延伸系數取大于1,但比實心坯料穿孔時小。

  b. 擴孔力可以按實心坯料穿孔的公式來計算，其大小取為計算值的25%~30%.