Фольга медная

Фольга медная

Фольга медная — тонкий холоднокатаный плоский прокат, который применяют в электротехнике, приборостроении, электронике, экранировании, теплоотводящих элементах, аккумуляторных системах, конденсаторах, трансформаторном оборудовании. При толщине в сотые доли миллиметра медь сохраняет высокую электропроводность, теплопроводность, пластичность, коррозионную стойкость.

Для технической рулонной продукции действует ГОСТ 5638-2018, введённый 1 марта 2019 года взамен ГОСТ 5638-75. Стандарт устанавливает толщины 0,015; 0,020; 0,030; 0,040; 0,050 мм, ширину от 20 до 230 мм. Такая фольга производится из меди М1 либо М2, холодной прокаткой, только в твёрдом состоянии.

Для медной фольги общего назначения также действует ГОСТ 1173-2006 «Фольга, ленты, листы и плиты медные. Технические условия». Он распространяется на холоднокатаную фольгу из марок М1, М1р, М1ф, М2, М2р, М3, М3р. ГОСТ 1173-2006 сохраняет действующий статус.

Основные характеристики

Главными параметрами служат толщина, ширина, марка меди, состояние, точность прокатки, чистота поверхности. Для электротехнической детали дополнительно контролируют электрическое сопротивление. Для электроники важны отсутствие сквозных отверстий, равномерность прокатки, состояние кромок.

Химический состав российских марок меди устанавливает действующий ГОСТ 859-2014. Документ распространяется на литые, деформированные полуфабрикаты, включая материал для изготовления фольги.

Медная фольга М1

М1 — основная марка для технической продукции с высокими требованиями к электропроводности. Содержание Cu + Ag составляет не менее 99,90 %. Кислород нормируется на уровне до 0,05 %.

Фольгу М1 применяют для токоведущих деталей, экранов от электромагнитных помех, контактных элементов, трансформаторных обмоток, конденсаторных деталей, гибких электрических соединений.

Именно М1 предпочтительна там, где электрическое сопротивление критичнее технологической устойчивости к нагреву в восстановительной среде. Для изделий электротехнического назначения ГОСТ 1173-2006 допускает дополнительное обозначение М1Е, если материал должен проходить испытание на электропроводность.

М1р

М1р — раскисленная фосфором медь. Она содержит не менее 99,90 % Cu + Ag, при этом количество кислорода ограничено значением 0,01 %, фосфора — диапазоном 0,002–0,012 %.

М1р используют в деталях, которые подвергаются пайке, сварке, нагреву. Марка подходит для контактных прокладок, теплоотводящих элементов, тонких штампованных деталей.

Для задачи, где главным параметром является минимальное электрическое сопротивление, М1р нельзя автоматически считать равноценной М1. Фосфор влияет на проводимость, поэтому выбор делают по документации изделия.

М1ф

М1ф представляет собой фосфористо-раскисленную медь. Содержание Cu + Ag составляет не менее 99,90 %, фосфора — 0,012–0,04 %.

Такой материал подходит для паяных деталей, теплообменных элементов, компонентов, которые проходят термический цикл при изготовлении.

Для высокопроводящих токоведущих элементов предпочтение обычно отдают М1 либо специальной электротехнической марке. М1ф выбирают прежде всего по технологическим требованиям к нагреву, пайке.

Медная фольга М2

ГОСТ 5638-2018 допускает изготовление технической рулонной фольги из меди М2. Содержание Cu + Ag для этой марки составляет не менее 99,70 %.

М2 применяют для технических экранов, прокладок, штампованных деталей, теплоотводящих элементов, конструкционных компонентов электрооборудования.

Если требуется максимальная проводимость, предпочтительнее М1. Если изделие работает как металлическая прокладка, тепловой экран либо конструкционная деталь, применение М2 может быть оправдано.

Толщина медной фольги

Толщина определяет массу, электрическое сопротивление, гибкость, тепловую ёмкость, устойчивость к механическому повреждению.

ГОСТ 5638-2018 задаёт пять основных номиналов:

0,015; 0,020; 0,030; 0,040; 0,050 мм.

Допускаются промежуточные значения. Для них применяют предельные отклонения следующего большего стандартного размера. Ширина составляет 20–230 мм, градация — 5 мм.

Фольга 0,015 мм

Толщина 15 мкм применяется для очень тонких электротехнических, электронных элементов. Материал легко изгибается, чувствителен к заломам, проколам.

Масса 1 м² составляет 133,5 г. Значение приведено непосредственно в приложении А ГОСТ 5638-2018 при плотности меди 8,9 г/см³.

Для такой продукции особенно важен контроль сквозных отверстий. ГОСТ 5638-2018 содержит отдельную рекомендуемую методику контроля фольги толщиной 0,015–0,030 мм.

Фольга 0,020 мм

Толщина 20 мкм сочетает малую массу с несколько большей механической устойчивостью.

Масса 1 м² — 178 г.

Материал используют в экранах, электротехнических прокладках, гибких контактах, тонких теплопроводящих элементах.

Фольга 0,030 мм

Толщина 30 мкм соответствует массе 267 г/м².

Такой размер удобен для деталей, где 15–20 мкм слишком легко повреждаются при монтаже. Применение включает электрические экраны, штампованные элементы, теплопроводящие прокладки.

Пример обозначения по стандарту:

Фольга ДПРНТ 0,030×100 НД М1 ГОСТ 5638-2018.

Здесь Д обозначает холоднокатаное изготовление, ПР — прямоугольное сечение, Н — нормальную точность, Т — твёрдое состояние, НД — немерную длину.

Фольга 0,040 мм

При толщине 40 мкм теоретическая масса составляет 356 г/м².

Продукция обладает большей механической устойчивостью, подходит для штамповки простых деталей, экранов, контактных прокладок.

Фольга 0,050 мм

Толщина 50 мкм соответствует массе 445 г/м².

Такой прокат находится на границе между очень тонкой технической фольгой по ГОСТ 5638-2018 и более широким сортаментом плоской медной продукции по ГОСТ 1173-2006.

ГОСТ 1173-2006 начинает таблицу размеров фольги, лент с диапазона 0,05–0,10 мм. Для этого диапазона при ширине до 300 мм предусмотрено отрицательное предельное отклонение по толщине до 0,01 мм при нормальной точности.

Фольга толщиной 0,1 мм

Продукция 0,1 мм заметно жёстче номиналов 15–50 мкм. Её используют для контактов, прокладок, экранов, деталей под вырубку.

Теоретическая масса:

0,1 × 8,9 = 0,89 кг/м².

Такая толщина уже рассматривается в сортаменте ГОСТ 1173-2006. Для диапазона 0,05–0,10 мм минимальная длина рулона должна составлять 30 м согласно таблице 7 стандарта.

В коммерческой практике продукцию 0,1 мм могут называть как фольгой, так и тонкой медной лентой. При оформлении заказа лучше указывать стандарт, марку, толщину, ширину без ориентации только на товарное название.

Масса

Для инженерного расчёта используют плотность меди 8,9 г/см³.

Массу одного квадратного метра определяют:

m = 8,9 × t

где t указана в миллиметрах, результат получается в кг/м².

Первые пять значений совпадают с таблицей ГОСТ 5638-2018.

Для рулона шириной 100 мм, длиной 50 м, толщиной 0,03 мм площадь равна 5 м². Теоретическая масса меди составит:

5 × 0,267 = 1,335 кг.

Твёрдое состояние

ГОСТ 5638-2018 предусматривает только твёрдое состояние. ГОСТ 1173-2006 также указывает, что фольга производится твёрдой, тогда как ленты, листы могут выпускаться мягкими, полутвёрдыми либо твёрдыми.

Твёрдое состояние образуется после холодной прокатки. Металл получает наклёп, становится жёстче, прочнее по сравнению с отожжённым состоянием.

Это удобно для рулонного материала: полотно лучше сохраняет геометрию, меньше вытягивается при размотке.

Если готовая деталь требует глубокой формовки, производитель изделия может предусмотреть последующий отжиг. Температурный режим назначают по технологии, поскольку нагрев меняет механические свойства.

Производство

Исходной заготовкой служит медная лента. Её многократно пропускают через рабочие валки, постепенно уменьшая толщину.

Для получения 15–20 мкм требуется высокая стабильность прокатного стана. Даже небольшое изменение зазора между валками становится значимым относительно общей толщины материала.

После прокатки полотно обрезают по ширине, контролируют поверхность, толщину, кромку, наматывают в рулон.

По ГОСТ 5638-2018 поверхность должна быть свободной от загрязнений, которые мешают осмотру. Не допускаются забоины, царапины, следы смазки. На кромках запрещены заусенцы, надрывы.

Электропроводность

Медь М1 применяется в электротехнической продукции благодаря низкому удельному электрическому сопротивлению.

Сопротивление полосы фольги рассчитывают:

R = ρ × L / A,

где ρ — удельное сопротивление меди, L — длина проводящего участка, A — площадь его поперечного сечения.

Для фольги:

A = b × t.

Например, у полосы шириной 100 мм, толщиной 0,05 мм площадь проводящего сечения равна:

100 × 0,05 = 5 мм².

У фольги 0,02×100 мм сечение уже составляет только 2 мм².

Поэтому уменьшение толщины при одинаковой ширине увеличивает электрическое сопротивление проводника.

Экранирование

Медную фольгу применяют для создания электропроводящего экрана вокруг электронного оборудования, кабелей, корпусов, отдельных узлов.

Материал используют в лабораторной аппаратуре, измерительных приборах, электронике. Он может закрывать стык корпуса, внутреннюю поверхность неметаллической оболочки.

Для экрана важна электрическая непрерывность. Если соседние участки просто соприкасаются механически через окисленную поверхность, переходное сопротивление может оказаться выше расчётного.

В реальной конструкции способ соединения задают с учётом частотного диапазона помех, геометрии корпуса, требований электробезопасности.

Печатные платы

Медный слой является основой проводящих дорожек печатной платы. Однако для производства PCB применяется специализированная медная фольга с требованиями к шероховатости, адгезии к диэлектрику, равномерности толщины, чистоте.

В электронике распространены толщины порядка 18, 35, 70 мкм, которые связаны с массой медного слоя на единицу площади.

Обычная техническая фольга по ГОСТ 5638-2018 не должна автоматически рассматриваться как полноценная замена специализированной фольге для печатных плат. Требования к поверхности, адгезии, профилю могут различаться.

Аккумуляторы

В литий-ионном аккумуляторе тонкая медная фольга применяется как токосъёмная основа анода. На поверхность наносится активный материал.

В этой области распространены специализированные тонкие фольги, включая продукцию значительно тоньше 15 мкм. Требования могут включать прочность при растяжении, шероховатость обеих сторон, высокую чистоту, равномерную толщину, отсутствие микропор.

ГОСТ 5638-2018 начинается с 0,015 мм, то есть 15 мкм. Поэтому современная аккумуляторная фольга 6–12 мкм обычно производится уже по отраслевым спецификациям изготовителя, техническим условиям либо международным требованиям, а не по сортаменту ГОСТ 5638-2018.

Трансформаторы

Медная фольга применяется в обмотках трансформаторов, дросселей, других электромагнитных устройств.

Широкая тонкая полоса позволяет сформировать обмотку с большой площадью проводящего сечения. Между витками размещают электрическую изоляцию.

Для трансформаторной продукции особенно важны одинаковая толщина по ширине, отсутствие острых заусенцев. Повреждение изоляции кромкой может вызвать межвитковое замыкание.

ГОСТ 1173-2006 предусматривает специальное обозначение продукции КО — для силовых конденсаторов, обмоток трансформаторов.

Конденсаторы

В отдельных типах конденсаторов медная фольга выполняет функцию электродного слоя либо токовывода.

Для такой детали важна стабильная геометрия по всей длине рулона. Локальное утолщение влияет на намотку, сквозное отверстие может нарушить работу тонкой системы.

Выбор толщины определяется конструкцией конкретного изделия.

Теплоотвод

Медь обладает высокой теплопроводностью, поэтому тонкое полотно используют для распределения локального теплового потока.

Фольга может располагаться между тепловыделяющим компонентом, радиатором либо корпусом. Особенно полезно применение там, где пространство ограничено несколькими десятыми миллиметра.

При этом тонкая медь хорошо распределяет тепло по поверхности, но сама по себе не заменяет полноценный радиатор. Для охлаждения необходим отвод энергии в воздух, жидкость либо другой теплоприёмник.

Штамповка

Из фольги получают контактные лепестки, экраны, прокладки, тонкие шайбы, элементы электроники.

Основные технологии — вырубка, пробивка, простая формовка. При толщине 0,015–0,05 мм качество штампа имеет большое значение: тупая режущая кромка заминает материал, формирует большой заусенец.

Медь в твёрдом состоянии лучше сохраняет плоскость. Для глубокой вытяжки такая структура менее удобна, поэтому технология может включать термическую обработку.

Резка

Тонкий рулон режут дисковыми ножами, продольной резкой, штампом, лазером либо специализированным плоттерным оборудованием.

Для полос длиной несколько сантиметров удобна вырубка. Для длинного узкого рулона используют продольную резку.

На толщине 15–30 мкм обычные ручные ножницы легко деформируют край. В точной электротехнической детали желательно исключить волну, заусенец, загиб.

ГОСТ 5638-2018 прямо запрещает заусенцы, надрывы на кромках технической рулонной продукции.

Пайка

Медь хорошо паяется, но режим зависит от марки.

М1 широко используется в электротехнических деталях. М1р, М1ф лучше приспособлены к ряду операций, связанных с нагревом, поскольку имеют другой уровень кислорода, фосфора.

Для очень тонкого полотна главная технологическая проблема — быстрый прогрев всего участка. Избыточная температура вызывает коробление, прожог, потерю механической жёсткости из-за отжига.

При пайке электронных элементов нагревают минимально необходимую область.

Коррозионная стойкость

Чистая медь на воздухе постепенно темнеет. На поверхности образуются оксидные соединения.

В атмосферных условиях этот процесс развивается иначе, чем ржавление углеродистой стали. Оксидная плёнка не означает мгновенную потерю несущего сечения.

Для электрического контакта окисление уже имеет значение: поверхностный слой может увеличивать переходное сопротивление. Поэтому контактные зоны очищают либо защищают подходящим покрытием.

В химической среде стойкость определяется составом вещества. Медь не является универсально устойчивой к кислотам, аммиачным соединениям, другим реагентам.

Контроль сквозных отверстий

Для фольги толщиной 0,015–0,030 мм наличие микроскопического сквозного отверстия способно повлиять на эксплуатацию.

ГОСТ 5638-2018 содержит специальную методику. Контролируется отрезок длиной 2 м, взятый не ближе 1 м от конца рулона. Подсчёт выполняется на освещённом приборе с сеткой.

Такой контроль особенно важен для экранов, конденсаторной техники, других тонкослойных изделий.

Для обычной прокладки небольшое единичное отверстие может быть не столь критично, но соответствие стандарту всё равно проверяется по условиям поставки.

Хранение

Фольга чувствительна к заломам, проколам, влаге, загрязнениям.

ГОСТ 5638-2018 требует защищать продукцию при хранении, транспортировании от механического повреждения, влаги, активных химических веществ. Стандарт отдельно запрещает вскрывать ящики зимой на открытом воздухе: холодный металл после переноса в тёплое помещение может покрыться конденсатом.

Рулон хранят так, чтобы кромка не воспринимала концентрированную нагрузку. Смятая боковая часть создаёт дефект сразу на большом количестве витков.

Как выбрать медную фольгу

Для обычного электротехнического экрана рационально рассматривать М1 0,03–0,05 мм. Толщина обеспечивает достаточную технологическую прочность, остаётся удобной для формования.

Для более тонкого электронного экрана применяют 0,015–0,020 мм.

Для контактной прокладки, которую нужно вырубать штампом, удобны 0,05–0,10 мм либо большая толщина в зависимости от требуемой жёсткости.

Для токоведущего элемента предпочтительна М1. Для детали, подвергаемой нагреву либо пайке, рассматривают М1р, М1ф по ГОСТ 1173-2006.

Для литий-ионного аккумулятора, PCB, специализированного электронного производства нужно использовать материал с отраслевыми требованиями к поверхности, чистоте, шероховатости. Одного указания ГОСТ 5638-2018 может оказаться недостаточно.

Как оформить заказ

Корректная запись для технической рулонной продукции:

Фольга медная М1, 0,030×100 мм, холоднокатаная, твёрдая, ГОСТ 5638-2018.

Полное условное обозначение по стандарту:

Фольга ДПРНТ 0,030×100 НД М1 ГОСТ 5638-2018.

Для более толстого общего проката:

Фольга медная М1 0,10×200 мм, твёрдая, ГОСТ 1173-2006.

Для электротехнической продукции также указывают требования по проводимости, если они предусмотрены документацией.

Типичные ошибки

Первая ошибка — считать медную фольгу одним материалом независимо от марки. М1, М1р, М1ф, М2 имеют разный химический состав, поэтому отличаются по электротехническим, технологическим свойствам.

Вторая — путать 0,015 мм с 0,15 мм. Разница составляет десять раз. Масса 1 м² меняется с 133,5 г примерно до 1,335 кг.

Третья — использовать техническую фольгу общего назначения вместо аккумуляторной либо PCB-продукции без проверки требований к поверхности.

Четвёртая — не учитывать твёрдое состояние материала. Стандартная рулонная продукция по ГОСТ 5638-2018 не является отожжённой мягкой фольгой.

Пятая — допускать заломы при размотке. После пластической деформации тонкий металл не возвращается в первоначальную плоскость.

Шестая — оценивать электрический экран только по толщине меди. Работоспособность зависит также от непрерывности, способа соединения отдельных участков, заземления конструкции.

FAQ

Какой ГОСТ действует на медную фольгу

Для рулонной технической медной фольги действует ГОСТ 5638-2018. Он заменил ГОСТ 5638-75. Для фольги, лент, листов, плит общего назначения действует ГОСТ 1173-2006.

Какие толщины предусмотрены ГОСТ 5638-2018

Стандартные номиналы — 0,015; 0,020; 0,030; 0,040; 0,050 мм.

Какая ширина предусмотрена ГОСТ 5638-2018

От 20 до 230 мм, с градацией 5 мм.

Из каких марок делают техническую рулонную фольгу

ГОСТ 5638-2018 предусматривает М1, М2. Более широкий ГОСТ 1173-2006 охватывает М1, М1р, М1ф, М2, М2р, М3, М3р.

Какая марка лучше проводит электрический ток

Для электротехнических задач чаще выбирают М1. Она содержит не менее 99,90 % Cu + Ag. Для продукции, подлежащей проверке электропроводности, используется обозначение М1Е.

Сколько весит фольга 0,05 мм

Один квадратный метр весит около 445 г.

Сколько весит фольга 0,02 мм

Один квадратный метр — около 178 г.

Можно ли использовать медную фольгу для экранирования

Да. Она подходит для создания электропроводящих экранов корпусов, кабелей, электронных узлов. Конструкция должна обеспечивать электрическую непрерывность между отдельными участками.

Используется ли медная фольга в аккумуляторах

Да. В литий-ионных аккумуляторах она служит токосъёмной основой анода. Современные аккумуляторные исполнения часто имеют толщину меньше 15 мкм, поэтому выпускаются по специальным техническим требованиям, которые выходят за сортамент ГОСТ 5638-2018.

В каком состоянии производится фольга по ГОСТ 5638-2018

В твёрдом состоянии, холодной прокаткой.

Что указать при заказе

Нужны марка меди, толщина, ширина, ГОСТ, точность. Например: М1, 0,03×100 мм, твёрдая, ГОСТ 5638-2018.