Können Cermets Hartmetall beim Gesteinsbohren im Bergbau ersetzen?
Können Cermets Hartmetall beim Gesteinsbohren im Bergbau ersetzen?
Seit 2025 sind die Preise für Hartmetall im Bergbau aufgrund verschärfter Wolframabbauquoten und Exportkontrollen stark gestiegen. Wolframcarbidpulver hat einen Preis von etwa 2.400 RMB pro Kilogramm erreicht, was den Kostendruck entlang der gesamten Lieferkette für Gesteinsbohrwerkzeuge erhöht.
Dies wirft eine wichtige Frage auf: Können Cermets Hartmetall bei Bohranwendungen im Bergbau ersetzen?
Rohstoffe und Kosten
Bei der Gewinnung von Hartmetall handelt es sich hauptsächlich um Wolframcarbid (WC) und Kobalt (Co), wodurch die Gewinnung stark von teuren Wolframressourcen abhängig ist.
Cermets basieren auf Titancarbonitrid, Ti(C,N), oder Aluminiumoxid, Al₂O₃, und enthalten kein Wolfram. Dadurch sind sie nicht direkt von steigenden Wolframpreisen betroffen.
Laut Marktdaten vom März 2026 wurde Titancarbonitrid in Industriequalität mit einer Korngröße von 300 Mesh zu etwa 535 RMB pro Kilogramm notiert, deutlich unter dem Preis für Wolframcarbidpulver von rund 2.400 RMB pro Kilogramm. Cermets bieten daher einen klaren Rohstoffkostenvorteil.
Härte und Bruchzähigkeit
Hartmetall für den Bergbau weist typischerweise eine Härte von ca. 88,0–90,8 HRA und eine Bruchzähigkeit von ca. 10–15 MPa·m¹ᐟ² auf. Diese Kombination sorgt für eine hohe Schlagfestigkeit und ermöglicht es dem Material, den hochfrequenten Belastungen beim Gesteinsbohren standzuhalten.
Cermets weisen zwar eine etwas höhere Härte von etwa 90,0–92,0 HRA auf, ihre Bruchzähigkeit ist jedoch geringer und liegt bei etwa 5–10 MPa·m¹ᐟ². Bei wiederholter Belastung neigen sie eher zum Absplittern oder Brechen.
Aktuelle Ersatzgrenzen
Obwohl Cermets niedrigere Rohstoffkosten bieten, können sie Hartmetall derzeit nicht unter allen Bedingungen beim Gesteinsbohren im Bergbau ersetzen.
Ihre geringere Zähigkeit stellt eine wesentliche Einschränkung bei Anwendungen mit hoher Belastung, hoher Schlagfrequenz beim Bohren und bei Hochleistungsgeräten dar. Derzeit kommen Cermets nur für begrenzte Anwendungen infrage, beispielsweise für extrem harte Gesteinsformationen und weniger stoßbelastende Betriebsbedingungen.
Bei der Materialauswahl sollten neben Härte und Preis auch Stoßbelastung, Ermüdungsverhalten, Abrasivität des Gesteins, Meißelkonstruktion und Ausfallrisiko berücksichtigt werden.
Zukünftige Entwicklung
Fortschritte bei der Modifizierung von Cermets, der Verstärkungstechnologie und der Herstellung von Verbundwerkstoffen können die Schlagfestigkeit und die Bruchzähigkeit verbessern.
Wenn diese technischen Verbesserungen erzielt und durch langfristigen Praxiseinsatz bestätigt werden, könnten Cermets ihren Einsatz beim Gesteinsbohren im Bergbau ausweiten. Ein breiterer Ersatz von Hartmetallbohrkronen hängt jedoch von messbaren Leistungsverbesserungen, der Validierung im Feld und den gesamten Lebenszykluskosten ab.
