屈服强度更低的屈服强度(YS)。
[0043] 如从图2中的示图的底部可W看出，内管20具有比外管10的内径更小的外径。优选 地，外管与内管之间存在间隙，W便于两者接合。
[0044] 优选地，内管20和外管10是无缝的，W防止所制造的多层管的表面上具有缝隙 (seam)。因此，至少具有包覆部分的多层管和/或由根据本发明的方法制造的衬套管也是无 缝的。在本发明的可替代实施方式中，外管10可W是无缝管，并且内管20可W是焊缝管。然 而，在可W使用本发明的范围内的其他类型的带缝管。多层管还可由一个设置在另一个内 部并且通过本文描述的机械扩张成形的Ξ个或多个管制造。
[0045] 图3示出了根据本发明的方法的优选实施方式的细节流程图。最初，必须在扩张之 前执行用于预处理外管和内管的步骤。例如，运些初始预处理步骤包括管的矫直和管表面 的整平，W使得管和管表面是直的，而非卵形，因此，因为外管和内管的壁平行，所W便于将 一个管插入到另一个的内部的后续步骤。
[0046] 然后，如果需要，测量并且根据长度切割外管10和内管20,根据可用的资源和工 具，诸如，连杆的长度和扩张台的能力，该长度可变化。
[0047] 因此，根据本发明的方法优选包括管的化学预处理32的步骤，因为该步骤减少了 管与扩张屯、轴之间的摩擦，所W该步骤使得表面更洁净并且便于扩张步骤，从而产生更佳 的性能。化学预处理具体应用于内管20的内表面，在扩张过程中，内管20的内表面将与屯、轴 2接触。该完整的化学预处理还可应用于内管的内表面和外管的外表面，因为在该步骤之 后，管表面不需要任何保护，并且还改善了管的最终质量。
[0048] 最初，至少对内管20的内表面的执行酸浸，W除去氧化物和杂质。优选地，还使管 道(tube)接触面的表面（内管道的外表面和外管道的内表面)也经过酸浸，W获得更佳的表 面质量和表面之间的更佳连接。然而，出于实用原因，当通过将管道浸没在酸溶液中而执行 酸浸步骤时，则两个管道的两个表面可经历该步骤。
[0049] 然后，至少中和并且洗涂内管20的内表面，W接收润滑剂的沉积物。此外，出于实 用原因，可对两个管道的两个表面执行管道中和和洗涂的步骤。
[0050] 润滑剂通常施加于内管的内表面。通常，润滑剂可W是肥皂、矿物油、W及其他能 够获得低摩擦的润滑剂，运取决于其他方法因素，诸如，扩张滑动部分的力6、所施加的变 形、工具的几何结构等。
[0051] 根据本发明的一种实施方式，可W在润滑剂沉积之前施加草酸层。草酸层与内管 的金属内表面反应，从而创造用于将活性润滑剂施加在内管的内表面上的条件，活性润滑 剂负责在其穿过管的过程中减少扩张工具与管之间的摩擦。因此，在该步骤，只要也能提供 管与润滑剂之间的良好连接，则可将其他材料施加于管。当施加草酸层时，优选使用的沉积 润滑剂是活性肥皂。可替代地，活性油可用作润滑剂。在运种情况下，通常，不需要在施加润 滑剂之前施加草酸。此外，根据本发明的有利实施方式，对通过扩张方法而机械地连接在一 起的外管10的内表面33和内管20的外表面执行喷丸处理33的步骤。运些表面优选地被喷丸 清理，W增强其粗糖度并且优化材料之间的接触力，由此改善管之间的机械接合。优选地， 由于与被清理的材料的相似性和较低成本的考虑，使用钢丸执行喷丸处理，但是，也可w使 用其他类型的喷丸。
[0052] 化学处理和喷丸处理的步骤分别有助于促进用于制造管的方法并且提高最终产 品的质量，但是，在本发明的方法中，并不是必要的。
[0053] 然后，在管10、20之间的初始安装34阶段，将内管20插入到外管10的内部，W使得 管10、20能够一起扩张。安装步骤可W自动或手动执行，在运种情况下，管之间的配合件必 须提供足够的间隙。
[0054] 根据本发明的可替代实施方式，在将管安装在一起之后，方法可包括旨在消除或 最小化内管与外管之间存在的氧气的额外步骤，W避免在该界面中形成氧化物，并且由此 提供管之间的更佳连接。
[0055] -种可能性是将两个管的端部焊接在一起并且在内管与外管之间产生真空。例 如，通过孔和真空累可W产生真空。因此，消除管之间的氧气。
[0056] 另一种可能性是在冷扩张步骤或热扩张步骤过程中在内管与外管之间施加惰性 气体的焊剂，但是，不需要焊接管的端部，W确保管之间残留的气体不是氧气。因此，安装在 一起的外管10和内管20经过至少一个机械扩张步骤36。在该步骤中（在下面说明的热扩张 和冷扩张两种情况下），屯、轴2与安装管之间在纵向方向上相对移动，且屯、轴定位在内管20 的内部。
[0057] 在该步骤中，根据本发明的一种实施方式，屯、轴2在内管20内纵向地移动，而内管 20和外管10保持在固定位置。如图1中示出的，对于运些管的扩张，必须使屯、轴2的外径大于 内管10的内径。根据本发明的实施方式，可W在扩张台上执行扩张的步骤，其中，从图1中可 W看出，安装在一起的外管10和内管20定位成使得其端部中的一个支撑在扩张模具4上。根 据本发明的另一实施方式，例如，屯、轴保持在扩张台中的固定位置处，并且管相对于屯、轴纵 向地移位。
[005引扩张模具开口 4的最大直径小于内管20的标称直径。因此，安装在一起的外管10和 内管20的轴向移动受限制，从而在机械扩张步骤中保持固定。扩张模具支撑件5将扩张模具 4固定至扩张台。
[0059] 屯、轴2具有截椎体的形状，并且其小端具有比内管的内径更小的直径。因此，屯、轴2 的小端能够插入到内管20与外管10的组件的一端中，使得屯、轴在管内纵向地移动。屯、轴2的 较大部分具有比内管10的内径更大的直径，W实现管的扩张，从而使得外管在挤压方法过 程中发生充分的弹性变形。机械扩张步骤发生在屯、轴2沿着安装在一起的内管20和外管10 的长度通道界面中，从而使得相对于扩张模具支撑件5纵向地移动。将扩张滑动部分的力6 施加到固定至负责该移动的屯、轴2的连杆3上。在机械扩张之后，获得多层管1。因此，屯、轴将 使得内管壁的厚度发生变形，并且内管的扩张将使得外管的壁厚度发生变形。
[0060] 优选地，在0.2m/min至20.0 m/min之间变化的速度W及室溫下，执行冷扩张步骤1 至10次，对内管施力日0.1 %至20.0%之间变化的变形并且对外管施加在0.1 %至20.0%之间 变化的变形。
[0061] 因为安装在一起的外管10和内管20在该方法中保持固定并且仅连杆3移动，并且 连杆3和屯、轴2的惯量比外管10和内管20的组件或最终多层管1的惯量低许多，所W本发明 的方法中所示的机械扩张步骤具有减少扩张滑动部分所需的作用力的优点。作用力的减少 使得扩张台和整个方法的能耗的减少。
[0062] 在图2中所示的应力-应变工程图中，示出了通过改变管的截面，在管的扩张阶段 之前、过程中、W及之后的外管和内管的特性。从该图中可W看出，在成形步骤200之前的早 期阶段，内管20设置在外管10内，示出了具有其初始直径的两个管并且运些直径之间存在 间隙。从点200向前，屯、轴2开始在内管20的内部移位，从而使得内管20扩张并且与位于该图 表中的位置210处的外管10的内表面邻接，然后，外管扩张，还在图表中的位置220示出。在 该位置，外管10和内管20在该过程中具有最大的直径。
[0063] 通常，在扩张过程中，内管20经历塑料变形，而外管10仅经历弹性变形。
[0064] 在屯、轴2通过执行之后，图表中的位置230所示的管存在弹性恢复，其中，管略微压 缩。弹性恢复是每种材料并且更具体地其屈服强度(YS)的特性，从而导致外管10和内管20 的直径减小。当两者发生变形时，外管10的金属材料具有比内管20展示的弹性恢复更大的 弹性恢复，并且优选地，还具有比构成内管20的材料更大的屈服强度(YS)，外管10的恢复往 往大于内管20的恢复。然而，在本发明中，外管10的恢复受内置其中的内管20的恢复的限 审IJ。因此，内管27的残余应力是压缩力并且外管28的残余应力是拉伸力。因此，内管20向外 径向地按压外管，反之亦然，从而提供管之间的接触力及最终管之间的机械接合，从而形成 多层管。在本发明的实施方式中，采用冷扩张，最终管是衬套管。
[0065] 从图4中可W看出，外管10与内管20之间的机械接合构成根据本发明的产品的实 施例的衬套管1。该图包含了管之间的连接处的界面的微观截面图片，其中，外管10被示出 为位于暗灰色阴影的左侧，并且内管20被示出为位于浅灰色阴影的右侧。W下图表中两个 管的材料的浓度表示与上方小框对应的部分中的管之间的界面。该图是所述界面部分的放 大形式，其中，纵坐标轴表示每种元素的浓度的质量百分比，并且横坐标表示衬套管在与界 面垂直的方向上的位置。该图表示出了衬套管中的管之间的界面区域中的元素铁(Fe)和儀 (Ni)在X方向上的浓度。实线表示根据本发明的一种实施方式的铁的浓度，铁是外管10的主 要成分之一。虚线表示该界面区域中的儀的浓度，其中，儀是根据本发明的实施方式的内管 20的主要元素。在表示管之间的界面区域的图表的同一位置，铁和儀的浓度发生睹峭的变 化。运意味着两个管的材料之间不存在明显的扩散，因此，运两个管之间仅存在机械接合， 且无冶金接合，即，无包覆。
[0066] 应注意，根据本发明的方法能够仅通过冷扩张利用外管与内管之间的机械接合制 造衬套管，而不需要对管进行加热。
[0067] 本发明的方法可包括一个W上的机械扩张步骤，视需要的终端产品而定。可W执 行冷扩张的若干步骤，或在热扩张之后执行冷扩张的组合，或仅执行热扩张。
[0068] 图6中示出了本发明中的方法的执行管的热扩张的实施方式。在运种情况下，执行 对安装在一起的内管20和外管10进行加热的附加步骤。可W通过在管的生产