用帶穿孔的雙動(dòng)鋁材擠壓機(jī)，采用實(shí)心鑄錠擠壓鋁管時(shí)，必須實(shí)行穿孔擠壓。穿孔擠壓過(guò)程如圖3－4－21所示。
    從圖3－4－21可以看出，用實(shí)心圓鑄錠擠壓管材，在擠出管材之前必須先用擠壓針進(jìn)行穿孔。穿孔時(shí)擠壓針一般不涂潤(rùn)滑劑或只涂一層較薄、較干的潤(rùn)滑劑。如用(60～70)%苯甲基硅油加(30～40)%粉狀石墨的潤(rùn)滑劑。在擠壓前可不清理擠壓針上所粘附的金屬屑。

   圖3—4—21  管材穿孔擠壓過(guò)程示意圖(固定針結(jié)構(gòu))
(a)擠壓準(zhǔn)備完成；(b)擠壓第一階段(穿孔)；(c)擠壓第二階段(擠出管材)
1——鑄錠；2—一擠壓筒；3——擠壓模；4——墊片；5——擠壓軸；6——擠壓針；7——模支承；8——鎖鍵

一、穿孔擠壓優(yōu)缺點(diǎn)

    用實(shí)心鑄錠穿孔擠壓可以簡(jiǎn)化鑄錠鑄造工藝并減少錠坯的車削、搪孔工序，減少了幾何廢料。擠出管材內(nèi)表面品質(zhì)好，成品率高，尤其對(duì)較大直徑的軟合金拉伸管毛料效果更為明顯。一般內(nèi)表面品質(zhì)要求高的管材宜采用穿孔擠壓。穿孔擠壓還可減少粗晶環(huán)和縮尾等缺陷，提高組織、性能的均勻性。與組合模擠壓相比，所使用的工具和模具的設(shè)計(jì)、制造較簡(jiǎn)單，使用壽命較長(zhǎng)，而且產(chǎn)品無(wú)焊縫，適用作重要受力構(gòu)件。 
    但是穿孔擠壓由于金屬向前流動(dòng)，金屬與擠壓針之間產(chǎn)生的摩擦力很大(因針上沒有潤(rùn)滑劑或潤(rùn)滑劑很少)，當(dāng)鑄錠較長(zhǎng)和擠壓溫度較低時(shí)，很容易把針拉斷，因此經(jīng)常需要換針。擠壓大直徑管材時(shí)，由于管前端的實(shí)心堵頭太大，增加幾何廢料。另外在一般情況下，管材前端的偏心度較大。 

二、穿孔過(guò)程 

    穿孔過(guò)程中金屬流動(dòng)可分為三個(gè)階段，如圖3—4—22所示。穿孔的開始階段金屬主要是反向流動(dòng)，變形特點(diǎn)是穿入深度小，鑄錠與擠壓筒，鑄錠與擠壓針都有一定的接觸摩擦。穿孔的第二階段，擠壓針向前走到一定程度后，由于擠壓針與鑄錠、鑄錠與擠壓筒之間的接觸摩擦增大，達(dá)到使金屬反向流動(dòng)發(fā)生困難時(shí)，金屬便開始從?？字辛鞒觥?nbsp;

圖3—4—22穿孔時(shí)金屬流動(dòng)的三個(gè)階段示意圖
(a) 開始穿孔階段；(b)穿孔第2階段；(c)穿孔最后階段 

    穿孔的最后階段，由于正面的變形抗力達(dá)到最大值，這是變時(shí)的特點(diǎn)發(fā)生轉(zhuǎn)變，從穿孔變?yōu)榧羟星岸松形创┛椎慕饘?，因此從穿孔的過(guò)程分析，作用于針上的力是由兩部分組成，即擠壓針與金屬問(wèn)的摩擦力及克服針扦進(jìn)金屬中的正面抗力所組成。這兩種力都是引起穿孔針斷面壓縮的力。在一般情況下，穿孔速度對(duì)該應(yīng)力大小影響不大，同時(shí)穿孔針端頭形狀對(duì)穿孔力的影響不大，因而在計(jì)算穿孔力時(shí)，這些因素可以忽略。
    穿孔力與金屬的變形抗力、溫度，鑄錠的直徑和長(zhǎng)度，制品的斷面積及擠壓針的直徑等因素有關(guān)。 

三、穿孔擠壓操作技術(shù)要點(diǎn)

    1)為減少管材前端實(shí)心堵頭和長(zhǎng)度，可以用“聯(lián)合擠壓法”，即在穿孔之前先用一塊專用的堵頭墊片放在模子與鑄錠之間，然后進(jìn)行穿孔。如圖3—4—23所示。穿孔時(shí)金屬只能向后倒流，即反擠壓。當(dāng)擠壓針前端塊穿到堵頭墊片時(shí)，停止穿孔，并使擠壓筒后退，堵頭墊片被推出擠壓筒而落到滑槽中滑走，再把擠壓筒靠緊模子，并繼續(xù)穿透鑄錠，開始擠出管材。這種方法可以使管子前端的實(shí)心堵頭減到最小的程度，有利于提高管子的成品率。 

    圖3—4—23聯(lián)合擠壓法示意圖
(a)開始穿孔；(b)穿孔完畢；(C)擠出管子
1——擠壓筒；2——擠壓軸；3——錠坯；4——模子；5——擠壓針；6——堵頭墊片；7——擠壓墊片；8——管子 

    2)為減少管材的偏心，可先用擠壓軸和擠壓針一起前進(jìn)，推動(dòng)墊片把鑄錠鐓粗填滿擠壓筒，然后擠壓軸后退一段距離，再進(jìn)行穿孔，這樣可以減少擠出管材的偏心度。
    3)防止管材變扁的方法。由于穿孔擠壓的管材前端是實(shí)心的，如一個(gè)密封的“袋”，袋底就是密封堵頭，這個(gè)袋就成為真空，當(dāng)管子的壁厚較薄和合金強(qiáng)度較低時(shí)，就可能在大氣壓力作用下把管子壓扁而報(bào)廢。為防止管材變扁，當(dāng)管子剛擠壓出來(lái)一段時(shí)，立即用一尖頭錘迅速扎破剛擠出的管材前端，打破管內(nèi)的真空狀態(tài)，則可以避免管材由于出現(xiàn)真空現(xiàn)象而被變扁的問(wèn)題。
    4)防止擠壓針頂壞模子的方法。在擠壓薄壁管材時(shí)，由于穿孔塊要結(jié)束時(shí)，擠壓針已伸出很長(zhǎng)，針的前端可能發(fā)生偏移，擠壓針的前端容易撞到模子上而損壞模子。為防止這種現(xiàn)象發(fā)生，可以在穿孔針距模子還有一段距離時(shí)(50 mm左右)停止穿孔，然后擠壓針和擠壓軸一起前進(jìn)開始擠壓。由于流出的金屬要保持周邊壓力的均等，便自動(dòng)地將針頂端對(duì)準(zhǔn)中心，則可克服擠壓針產(chǎn)生偏離頂壞模子的現(xiàn)象。

四、穿孔擠壓工藝

    熱擠壓管材可以分為三個(gè)系統(tǒng)：①空心鑄錠擠壓管材；②是穿孔擠壓管材；③是用分流組合模擠壓管材。
穿孔擠壓主要是用于管材內(nèi)表面品質(zhì)要求高的軟合金管。常用的合金有：l070、1060，1050，1A30，1035，1200，3A21，6A02和6063等合金。多數(shù)用于生產(chǎn)拉伸管和軋制管毛料。
    以上合金的鑄錠加熱溫度為400～500℃，純鋁合金偏下限400～450℃，3A21，6A02和6063合金偏上限450～500℃。擠壓筒溫度400～450℃。
    擠壓速度是決定生產(chǎn)效率的主要因素。鑄錠進(jìn)行均勻化退火有利于提高擠壓速度。但擠壓速度過(guò)快時(shí)，往往在擠出的制品表面產(chǎn)生裂紋、擦傷、麻點(diǎn)等缺陷。因此只有在保證質(zhì)量的前提下采用最快的擠壓速度進(jìn)行生產(chǎn)。一般擠壓速度控制在8～50 m/min范圍內(nèi)。
    擠壓殘料長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)擠壓筒直徑大小而定。正常生產(chǎn)條件下，一般殘料長(zhǎng)度按表3—4—47的規(guī)定。表3—4—48為幾種擠壓機(jī)的熱擠壓管材的合理擠壓系數(shù)范圍。 

表3—4—47鋁合金管材擠壓殘料長(zhǎng)度表

表3-4-48熱擠壓管材的合理擠壓系數(shù)范圍表

五、擠壓鋁管的尺寸偏差

    1)擠壓的冷軋管毛料和拉伸管毛料的平均壁厚偏差按下式計(jì)算

一般規(guī)定管毛料的平均壁厚偏差如下：
     冷軋管毛料為±0.25 mm
     拉伸管毛料為+0.2 mm，－0.3 mm
2)壁厚不均度
壁厚不均度=最大壁厚－最小壁厚

壁厚不均度允許值與直徑無(wú)關(guān)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)可用下式計(jì)算  

式中 S₀——管毛料名義壁厚
S₁——成品管名義壁厚
3)鋁管毛料內(nèi)外徑偏差
    冷軋管毛料外徑±0.5m    內(nèi)徑+0.5 mm，－l.5 mm
    拉伸管毛料外徑不要求    內(nèi)徑+1.0 mm，－l.5 mm
    管毛料的橢圓度不應(yīng)超過(guò)內(nèi)外徑偏差。
4)彎曲度
    冷軋管毛料擠壓后須進(jìn)行矯直。矯直后彎曲度≤1 mm/m，全長(zhǎng)≤4 him。拉伸管毛料可不矯直，其彎曲以不影響裝入芯頭及拉伸轉(zhuǎn)筒為原則。