Orodja za vrtanje kamnin delujejo v pogojih močnega udarca, visoke abrazije in kompleksnih geoloških formacij. Izbira materialov neposredno vpliva na-učinkovitost lomljenja kamnin, vzdržljivost in varnost konstrukcije. Znanstveno utemeljena izbira materiala ne le izboljša hitrost delovanja, ampak tudi zmanjša porabo energije in stroške vzdrževanja, zaradi česar je ključni vidik načrtovanja in izdelave orodja.
Prvič, material telesa orodja in gibljivih delov mora imeti odlično mehansko trdnost in udarno žilavost. Glavni okvir in struktura prenosa pogosto uporabljata-konstrukcijsko jeklo iz zlitine visoke trdnosti, kaljeno ali površinsko-kaljeno, da prenese ponavljajoče se udarne obremenitve in upogibne napetosti. Pri aktuatorjih s pnevmatskim ali hidravličnim pogonom morajo biti notranji bati, ojnice in drugi deli izdelani iz jekla z visoko odpornostjo proti utrujenosti in dobro obdelovalnostjo, da se zagotovi, da med visoko-frekvenčnim izmeničnim gibanjem ne pride do razpok in deformacij.
Sveder je osnovna komponenta, ki je v neposrednem stiku s kamnino; njegov material mora hkrati izpolnjevati zahteve visoke trdote, odlične odpornosti proti obrabi in zadostne žilavosti. Vrtalna palica je običajno izdelana iz visoko{1}}kakovostnega legiranega jekla, toplotno-obdelanega za pridobitev visoke natezne trdnosti in torzijske odpornosti za odpornost na udarce navora in utrujenost pri upogibanju. Delovni del svedra običajno uporablja raztopino intarziranih zob iz karbidne trdine. Cementni karbid z volframovim karbidom kot matriko ima visoko trdoto, odpornost proti obrabi in visoko-temperaturno odpornost, ohranja oster rezalni rob med visoko-hitrostnim rezanjem in udarnim lomljenjem kamenja, kar znatno podaljša njegovo življenjsko dobo. V izredno trdih kamninah ali zelo abrazivnih formacijah je mogoče izbrati cementni karbid z dodanimi vezivnimi fazami na osnovi kobalta-ali razvrščenimi funkcionalnimi materiali, da se izboljša odpornost proti lomljenju zaradi udarca.
Za različne delovne pogoje je treba pri izbiri materiala upoštevati tudi odpornost proti koroziji in toplotno stabilnost. Pri -vodonosnih kamninskih formacijah,-ki vsebujejo kisle minerale, ali pri mokrih operacijah morata biti sveder in telo po možnosti izdelani iz zlitin z dobro odpornostjo proti rji ali podvrženi površinski zaščiti, kot je prevleka, nitriranje ali keramično brizganje, da preprečite, da bi korozija oslabila trdnost in natančnost. Okolja z visoko-temperaturo ali neprekinjeno visoko{5}}intenzivno delovanje lahko znatno povečajo temperaturo kontaktne površine. V takšnih primerih je treba izbrati materiale z dobro toplotno prevodnostjo in visokim -temperaturnim ohranjanjem trdote, da preprečite pospešeno obrabo zaradi toplotnega mehčanja.
Poleg tega mora biti izbira materiala združljiva s proizvodnim procesom. Visoko{1}}trdotne zlitine je težko strojno obdelovati, zato so potrebne tehnike natančnega oblikovanja in varjenja, da se zagotovi trdnost spoja med cementnim karbidom in jeklenim ohišjem, kar preprečuje ločevanje med uporabo. Za zamenljive svedre in palice standardizirani materiali in specifikacije toplotne obdelave izboljšujejo zamenljivost in učinkovitost vzdrževanja.
Na splošno mora izbira materiala za orodje za vrtanje v skalo celovito upoštevati moč, trdoto, žilavost, odpornost proti obrabi, odpornost proti koroziji in toplotno stabilnost, hkrati pa mora biti usklajena z vrsto kamnine, delovnim okoljem in proizvodnim procesom. Le orodja, ki temeljijo na znanstveni izbiri materialov, lahko ohranijo učinkovito lomljenje kamnin in dolgoročno-vzdržljivost v težkih pogojih, kar zagotavlja zanesljivo podporo rudarstvu in inženirskim konstrukcijam.
