サーメットは鉱山掘削における超硬合金の代替となり得るか？
サーメットは鉱山掘削における超硬合金の代替となり得るか？
2025年以降、タングステン採掘割当量の厳格化と輸出規制により、炭化タングステンの価格が急騰している。炭化タングステン粉末は1キログラムあたり約2,400人民元に達し、岩盤掘削工具のサプライチェーン全体でコスト上昇圧力が高まっている。
このことから、重要な疑問が浮かび上がってきた。サーメットは、鉱山掘削用途において超硬合金の代替となり得るのだろうか？
原材料とコスト
超硬合金の採掘は主に炭化タングステン（WC）とコバルト（Co）から成り立っており、高価なタングステン資源への依存度が高い。
サーメットは、チタン炭窒化物（Ti(C,N)）またはアルミナ（Al₂O₃）をベースとしており、タングステンを使用していません。そのため、タングステン価格の高騰による影響を直接受けずに済みます。
2026年3月の市場データによると、工業用グレードの300メッシュの炭窒化チタンは1キログラムあたり約535人民元で取引されており、炭化タングステン粉末の1キログラムあたり約2,400人民元という価格を大幅に下回っている。したがって、サーメットは原材料コストにおいて明確な優位性を持っている。
硬度と破壊靭性
鉱業用超硬合金は、一般的に硬度が約88.0～90.8 HRA、破壊靭性が約10～15 MPa·m¹ᐟ²である。この特性の組み合わせにより、高い耐衝撃性を発揮し、高周波の岩盤掘削時の衝撃にも耐えることができる。
サーメットは硬度がやや高く、約90.0～92.0 HRAですが、破壊靭性は低く、約5～10 MPa·m¹ᐟ²です。繰り返し衝撃を受けると、欠けたり割れたりしやすくなります。
現在の交換制限
サーメットは原材料費が低いという利点があるものの、現状ではあらゆる鉱山掘削条件において超硬合金に取って代わることはできない。
靭性が低いことが、高負荷・高周波衝撃掘削や高出力機器の用途における大きな制約となっている。現状では、サーメットは極めて硬い岩盤や衝撃の少ない運転条件など、限られた用途にのみ使用できると考えられる。
材料選定においては、硬度や価格だけでなく、衝撃荷重、疲労挙動、岩石の摩耗性、ビット設計、および破損リスクも考慮する必要がある。
今後の展開
サーメットの改質、強化技術、および複合材料製造における進歩は、耐衝撃性と破壊靭性を向上させる可能性がある。
これらの技術的改良が達成され、長期的な現場使用を通じて検証されれば、サーメットは鉱山掘削における用途を拡大する可能性がある。しかし、超硬合金のより広範な代替となるには、測定可能な性能向上、現場での検証、および総ライフサイクルコストが重要となる。
