Helyettesíthetik-e a cermetek a keményfémet a bányászati kőzetfúrásokban?
Helyettesíthetik-e a cermetek a keményfémet a bányászati kőzetfúrásokban?
2025 óta a keményfém bányászati árai meredeken emelkedtek a szigorúbb volfrámbányászati kvóták és az exportkorlátozások miatt. A volfrám-karbid por ára elérte a körülbelül 2400 RMB/kilogrammot, ami növeli a költségnyomást a kőzetfúró szerszámok ellátási láncában.
Ez egy fontos kérdést vetett fel: helyettesíthetik-e a cermetek a keményfémet a bányászati fúrási alkalmazásokban?
Nyersanyagok és költségek
A keményfém bányászatban főként volfrám-karbidból (WC) és kobaltból (Co) áll, így nagymértékben függ a drága volfrámforrásoktól.
A cermetek titán-karbonitrid, Ti(C,N) vagy alumínium-oxid, Al₂O₃ alapúak, és nem tartalmaznak volfrámot. Ez lehetővé teszi számukra, hogy elkerüljék a volfrámárak emelkedésének közvetlen hatását.
A 2026. márciusi piaci adatok szerint az ipari minőségű 300 mesh titán-karbonitrid ára körülbelül 535 RMB/kg volt, ami jóval a volfrám-karbid por nagyjából 2400 RMB/kg-os ára alatt van. A cermetek ezért egyértelmű nyersanyagköltség-előnnyel rendelkeznek.
Keménység és törési szívósság
A bányászati keményfém keménysége jellemzően körülbelül 88,0–90,8 HRA, törési szívóssága pedig körülbelül 10–15 MPa·m¹ᐟ². Ez a kombináció nagy ütésállóságot biztosít, és lehetővé teszi, hogy az anyag ellenálljon a nagyfrekvenciás kőzetfúrási ütéseknek.
A cermetek keménysége valamivel magasabb lehet, körülbelül 90,0–92,0 HRA, de törési szívósságuk alacsonyabb, körülbelül 5–10 MPa·m¹ᐟ². Ismételt ütés hatására nagyobb valószínűséggel lepattannak vagy eltörnek.
Jelenlegi cserekorlátok
Bár a cermetek alacsonyabb nyersanyagköltséggel rendelkeznek, jelenleg nem tudják helyettesíteni a keményfémet a bányászati kőzetfúrási körülmények teljes skáláján.
Alacsonyabb szívósságuk jelentős korlátot jelent a nagy terhelésű, nagyfrekvenciás ütvefúrásos és nagy teljesítményű berendezéseknél. Jelenleg a cermetek csak korlátozott alkalmazásokhoz, például rendkívül kemény kőzetképződményekhez és kisebb ütési terhelésű üzemi körülményekhez jöhetnek szóba.
Az anyagválasztásnak nemcsak a keménységet és az árat kell figyelembe vennie, hanem az ütésterhelést, a fáradási viselkedést, a kőzet koptatóképességét, a fúrófej kialakítását és a meghibásodási kockázatot is.
Jövőbeli fejlődés
A kermet-módosítás, az edzési technológia és a kompozit anyagok gyártásának fejlődése javíthatja az ütésállóságot és a törési szívósságot.
Ha ezeket a műszaki fejlesztéseket sikerül elérni és hosszú távú terepi használat során igazolni, a cermetek kiterjeszthetik alkalmazásukat a bányászati kőzetfúrásokra. A keményfém szélesebb körű helyettesítése azonban a mérhető teljesítményjavulásoktól, a terepi validációtól és a teljes életciklus-költségtől függ.
