Фольга ПлИ 80-20: свинцово-оловянная фольга для точных электрохимических и радиационных задач
Фольга ПлИ 80-20 — это полуфабрикат из свинцово-оловянного сплава с массовой долей свинца 80 % и олова 20 %, изготовленный методом холодной прокатки до толщины от 0,05 до 0,5 мм. Сплав системы Pb–Sn с эвтектической основой (эвтектика при 183 C, 61,9 % Sn) в данном соотношении кристаллизуется в двухфазной области: структура представляет собой твёрдый раствор олова в свинце с включениями -фазы. Именно гетерогенность структуры обеспечивает сочетание пластичности свинцовой матрицы и коррозионной стойкости, характерной для оловянной составляющей.
Маркировка «ПлИ» указывает на принадлежность к группе свинцовых фольговых материалов, где индекс отражает композицию. В отличие от чистого свинца (С1, С2 по ГОСТ 3778), фольга ПлИ 80-20 обладает повышенной прочностью и существенно меньшей склонностью к рекристаллизационному разупрочнению при комнатной температуре. Плотность сплава — около 9,8 г/см, температура начала плавления — 183 C, полное расплавление завершается при 240–250 C в зависимости от фактического отклонения по составу.
Технические характеристики и режимы обработки
Фольга поставляется в мягком (отожжённом) и нагартованном состоянии. Степень деформации при прокатке определяет конечные механические параметры: нагартованный материал имеет предел прочности 45–60 МПа при относительном удлинении 2–6 %, отожжённый — 25–35 МПа при удлинении 25–40 %. Точность прокатки по толщине нормируется в пределах 5 % для толщин свыше 0,1 мм и 8 % для более тонких сечений.
Поверхность фольги не должна иметь следов окалины, расслоений и включений. Допускаются матовый и блестящий варианты отделки, что важно при использовании в качестве экранирующих прокладок: матовая поверхность обеспечивает лучший акустический контакт, блестящая — снижает переходное электрическое сопротивление при пайке.
| Параметр | Мягкая (М) | Нагартованная (Н) | Метод контроля | Норматив |
|---|---|---|---|---|
| Толщина, мм | 0,05–0,50 | 0,05–0,50 | Микрометрия | 5 % |
| Предел прочности, МПа | 25–35 | 45–60 | Растяжение | ГОСТ 1497 |
| Относительное удлинение, % | 25–40 | 2–6 | Растяжение | ГОСТ 1497 |
| Температура плавления, C | 183–250 | 183–250 | ДТА | — |
| Плотность, г/см | 9,7–9,9 | 9,7–9,9 | Гидростатика | — |
Области применения
Фольга ПлИ 80-20 востребована там, где требуется комбинация радиационной защиты, пластичности и способности к пайке низкотемпературными припоями. В отличие от чистого свинца, оловянная составляющая снижает токсичность пыли при механической обработке и улучшает смачиваемость припоями ПОС-61 и ПОС-40.
- Экранирование рентгеновского и гамма-излучения в медицинских томографах, дефектоскопах и досмотровых установках.
- Герметизирующие прокладки в химических реакторах и трубопроводах агрессивных сред при температурах до 150 C.
- Антикоррозионные покрытия клеммных соединений в низковольтной аппаратуре и слаботочной автоматике.
- Пластины конденсаторов и демпфирующие элементы в виброизмерительных приборах.
- Промежуточные слои при диффузионной сварке разнородных металлов в вакуумных печах.
- Заготовки для литья вкладышей подшипников скольжения и уплотнительных колец.
Технологические особенности и совместимость
При пайке фольги ПлИ 80-20 необходимо учитывать низкую температуру эвтектики: нагрев выше 183 C приводит к оплавлению кромок. Рекомендуется применение припоев с температурой плавления не выше 150 C и флюсов на канифольной основе. При механической резке следует использовать дисковые ножи с углом заточки 30–40 и скоростью резания не более 0,5 м/с во избежание налипания свинцовой матрицы.
Фольга совместима с вакуумными системами: давление насыщенных паров свинца при 20 C составляет менее 10 Па, что позволяет использовать её в качестве уплотнительных элементов в установках электронно-лучевой сварки и напыления. При контакте с медью и латунью в условиях повышенной влажности возможно образование гальванической пары, поэтому в таких узлах требуется диэлектрическая прокладка или лакокрасочное покрытие.
Вопросы и ответы
Чем фольга ПлИ 80-20 отличается от чистого свинца С1?
Сплав содержит 20 % олова, что повышает предел прочности на 40–60 % и снижает скорость рекристаллизации при комнатной температуре. Кроме того, улучшается смачиваемость припоями и уменьшается выделение токсичной пыли при обработке.
При какой температуре можно эксплуатировать фольгу ПлИ 80-20 без потери герметичности?
Длительная эксплуатация без деградации структуры возможна до 120–150 C. Кратковременный нагрев до 180 C допустим без оплавления, однако при 183 C начинается плавление эвтектической составляющей.
Какой припой подходит для пайки фольги ПлИ 80-20?
Рекомендуются низкотемпературные припои ПОС-61, ПОС-40 или ПОИн-52 с температурой плавления 145–183 C. Флюс — канифольный или ЛТИ-120. Нагрев выше 200 C недопустим из-за риска оплавления кромок.
Обеспечивает ли фольга ПлИ 80-20 защиту от гамма-излучения?
Да, за счёт высокой плотности (9,8 г/см) и атомного номера свинца. Слой толщиной 1 мм ослабляет гамма-излучение с энергией 100 кэВ примерно в 5 раз. Для энергий выше 1 МэВ требуется увеличение толщины пропорционально.
