DOMチューブとは?(DOM鋼、DOMチューブ、DOMパイプとも呼ばれる)

DOMチューブは、Drawn Over Mandrel(マンドレル引き抜き)の略で、電気抵抗溶接(ERW)した管を、ダイスに通し、内部のマンドレルの上で冷間引き抜きして作られる、精密鋼管です。このプロセスは鋼の種類ではなく、管の外径、内径、肉厚の公差を狭め、両方の表面を滑らかにし、より高い強度のために材料を冷間加工する仕上げ方法です。DOM鋼、DOMチューブ、DOM鋼管、DOMパイプなどと呼ばれますが、5つの名称はすべて同じ製品を指します。

DOMチューブの製造方法

DOMは、業界で「マザーチューブ」と呼ばれることもある、通常の溶接管から始まります。プロセスは、おおよそ次の順序で進みます。

  1. 素管を溶接する。平らな鋼帯をロール成形して円筒にし、電気抵抗溶接(ERW)で接合します。
  2. 洗浄と下処理。管は酸洗い/リン酸塩処理の浴を通り、ミルスケールを除去して潤滑性を加え、引き抜きダイスを保護します。
  3. 管の先端をつぶす。一端を絞り込み(「ポインティング」)、台車のジョーがつかんで、ダイスを通して引っ張れるようにします。
  4. マンドレルの上で引き抜く。焼入れ鋼のマンドレルを管の内孔に置いたまま、管をサイジングダイスに通して引っ張ります。ダイスが外径を、マンドレルが内径を決めます。このステップが、プロセスの名前の由来です。
  5. 必要に応じて繰り返す。より大きな減面の場合は、管が最終寸法に達するまでに、複数回の引き抜きパスが必要になることがあります。
  6. マンドレルを取り外して仕上げる。管をわずかに拡げて(多くの場合ローラーで)マンドレルを解放し、その後、試験して所定の長さに切断します。

この工程の連なりが、DOMチューブが、溶接のままのERW管よりも厳しい寸法管理を備えている理由です。ダイスを通る各パスが、直径、肉厚、表面仕上げを修正する、もう1つの機会になるのです。

DOMはシームレス管ではない — よくある誤解

冷間引き抜きの工程は、溶接部を、ほとんど見えなくなるまで圧縮して滑らかにするため、DOMはシームレス管と誤解されることがよくあります(一部の製品リストは、そう誤って説明さえしています)。そうではありません。溶接部は依然としてそこにあり、引き抜きによって、周囲の材料に非常によくなじませているだけで、断面を切断しなければ見つけにくくなります。設計が溶接部のまったくない管を本当に必要とするなら、それは、DOMを規定する規格ASTM A513ではなく、別の規格(ASTM A519)が規定するシームレス製品です。

このプロセスが実際にもたらすもの

DOMの主な利点は、素の強度ではなく、精度と一貫性です。溶接のままのERW管と比べて、DOMが提供するのは次のとおりです。

  • 外径、内径、肉厚のより厳しい公差(通常、3つのうち2つのみが同時に保証されます — 特定のサイズについては、サプライヤーに確認する価値があります)
  • より良い同心度 — 内径が、外径の内側で、より正確に中心に位置する
  • 内面・外面ともに、より滑らかな表面仕上げ
  • 引き抜き工程の冷間加工効果による、より高い降伏強度と引張強度
  • 計画すべき材料のばらつきが少ないため、より優れた被削性

この組み合わせが、DOMが、管を機械加工する、精密にはめ合わせる、シールを保持する必要がある場所に、単に「強い」ことが要件の場所だけでなく、現れる理由です。

材種と規格

北米のDOMチューブは、通常ASTM A513 Type 5に従って製造されます(欧州の同等規格はEN 10305-2)。最も一般的な2つの材種は、炭素鋼の1020と1026です。大まかな目安として、1020は、より小さい直径と薄い肉厚をカバーし、1026は、より大きい直径(約2インチ超)と厚い肉厚(約0.156インチ超)に現れる傾向があります。正確な材種の入手可否は、サプライヤーとサイズによって異なるため、想定せず、発注前に確認してください。

DOMはプロセスであり材料ではない — クロモリでも同じ

「DOMチューブ」と「クロモリチューブ」を、競合する選択肢であるかのように比較する人にとって、これが最も重要な点です。両者は同じ軸上にありません。DOMは、管がどのように仕上げられるかを表します。クロモリ(最も一般的には4130)は、管がどの合金でできているかを表します。管は、DOM加工された軟鋼(1020/1026)にも、DOM加工された4130クロモリにもなりえます。引き抜きプロセス自体は、どの合金が入ってくるかを気にしません。実際には、米国市場で単に「DOM」として売られているチューブのほとんどは1020/1026の軟鋼で、「クロモリ」として売られているもののほとんどは、引き抜き、または他の方法で冷間仕上げされた4130です。2つのラベルは異なる問い(プロセスか合金か)に答えるもので、サプライヤーの仕様書は両方を示すはずです。

生の管材ではなく、4130クロモリで作られた、完成した機械加工済みのロッドエンド金具を指定する場合、それは関連はするものの、別のトピックです。材料のその側面については、オフロードレースが4130クロモリのロッドエンドを好む理由をご覧ください。

DOMチューブが使われる場所

メーカーや業界の情報源を通じて、同じいくつかの用途が挙げられています。

  • 油圧シリンダー — 滑らかで精密な内径面が、シールの寿命に重要
  • 自動車およびオフロード部品 — アクスル、ブッシュ、ガススプリング、ショックのボディ、サスペンションリンク、ドライブシャフト
  • レースおよびオフロードのシャーシ構造 — ロールケージ、ラジアスロッド、コントロールアーム、その他、肉厚の均一性と溶接性の両方が重要になる管の加工品
  • 一般機械 — シャフト、スリーブ、テレスコピックアセンブリ

「DOM tubing」「DOM steel」「DOM tube」「DOM steel tubing」「DOM pipe」は、同じ製品を5通りで検索したものです。「steel」と「tubing」のバリエーションは、意図が同一の名詞句の違いにすぎません。「Pipe」は1つ補足する価値があります。工学では、pipe(配管)とtube(チューブ)は厳密には互換ではなく、パイプは呼び径と圧力等級で、チューブは実際の外径と肉厚でサイズが決まり、ロールケージのような構造部品の材料を選ぶ際には、その区別が重要になります。それはDOMが何であるかを変えるものではなく(上の答えは、「pipe」で検索しても「tube」で検索しても当てはまります)、製作プロジェクトの材料のサイズを決めるなら、その文脈でのパイプとチューブの区別について、実際に必要なDOMチューブのサイズをご覧ください。


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Danny Ni エンジニアリング&機械システムのライター
Danny Niは、SYZ Machineでエンジニアリングを専門とするテクニカルライターで、機械部品、リンケージシステム、実際の用途に即したエンジニアリングを得意としています。アフターマーケットの車両部品、産業用ジョイント、機械の原理を扱い、複雑なエンジニアリングの概念を、エンジニア、製作者、業界のバイヤーに役立つ実践的な知見へと落とし込んでいます。

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