Kan cermet ersätta hårdmetall vid bergborrning?
Kan cermet ersätta hårdmetall vid bergborrning?
Sedan 2025 har priserna på hårdmetallgruvdrift stigit kraftigt på grund av strängare kvoter och exportkontroller för volframgruvdrift. Volframkarbidpulver har nått cirka 2 400 RMB per kilogram, vilket ökar kostnadstrycket i hela leveranskedjan för bergborrverktyg.
Detta har väckt en viktig fråga: kan cermet ersätta hårdmetall i gruvborrningsapplikationer?
Råvaror och kostnader
Brytning av hårdmetall består huvudsakligen av volframkarbid (WC) och kobolt (Co), vilket gör den starkt beroende av dyra volframresurser.
Cermeter är baserade på titankarbonitrid, Ti(C,N), eller aluminiumoxid, Al₂O₃, och använder inte volfram. Detta gör att de undviker direkt exponering mot stigande volframpriser.
Enligt marknadsdata från mars 2026 noterades industrikvalitetspriset för titankarbonitrid med en diameter på 300 mesh till cirka 535 RMB per kilogram, vilket är betydligt lägre än priset för volframkarbidpulver på cirka 2 400 RMB per kilogram. Cermet har därför en tydlig fördel vad gäller råmaterialkostnader.
Hårdhet och brottseghet
Brytning av hårdmetall har vanligtvis en hårdhet på cirka 88,0–90,8 HRA och en brottseghet på cirka 10–15 MPa·m¹ᐟ². Denna kombination ger stark slagtålighet och gör att materialet kan motstå högfrekventa bergborrningsstötar.
Cermet kan ha något högre hårdhet, ungefär 90,0–92,0 HRA, men deras brottseghet är lägre, runt 5–10 MPa·m¹ᐟ². Vid upprepad påverkan är de mer benägna att flisas eller spricka.
Nuvarande ersättningsgränser
Även om cermet erbjuder en lägre råmaterialkostnad kan de för närvarande inte ersätta hårdmetall under alla förhållanden vid bergborrning.
Deras lägre seghet är en stor begränsning vid tung belastning, högfrekvent slagborrning och högeffektsutrustning. För närvarande kan cermet endast övervägas för begränsade tillämpningar såsom extremt hårda bergformationer och driftsförhållanden med lägre påverkan.
Materialval bör inte bara beakta hårdhet och pris, utan även slagbelastning, utmattningsbeteende, bergets nötningsförmåga, borrkronans design och felrisk.
Framtida utveckling
Framsteg inom modifiering av cermet, härdningsteknik och tillverkning av kompositmaterial kan förbättra slagtålighet och brottseghet.
Om dessa tekniska förbättringar uppnås och verifieras genom långvarig fältanvändning kan cermet utöka sin tillämpning inom gruvborrning. En bredare ersättning av hårdmetall kommer dock att bero på mätbara prestandaförbättringar, fältvalidering och total livscykelkostnad.
