本发明属于铜合金加工，具体涉及一种cu-cr-mg铜合金材料及其制备方法。
背景技术：
1、稀土永磁材料是现在已知的综合性能最高的一种永磁材料，钕铁棚是其代表。连铸结晶辊是钕铁棚连铸机上的核心部件，根据其实际服役工况要求辊套材料具有良好的导热性能、抗高温性能以及良好的耐磨性能和力学性能等。铜合金作为连铸结晶辊套的理想材料受到了研发人员的广泛关注，但其导热性能和力学性能难以同时满足，目前常用的材料有t2、tag0.1、cu-ni-si系、铍铜等系列铜合金，距离制备结晶辊套材料的苛刻要求仍有一段差距。
2、目前公开了许多结晶器辊套用铜合金材料的制备方法，其中t2、tag0.1材料由于质地较软，应用受到了较大限制。而cu-ni-si系列合金由于其相对较高的力学性能得到较多的应用，比如：专利申请“一种电磁连铸结晶器用铜合金材料及制造方法”（申请号为cn200510104917.7）公开了一种电磁连铸结晶器用铜合金材料及制造方法，成分（质量百分数）为si：0.6~1.1，ni：1.4~3.4，mn：0.1~0.45，fe≦0.1，zn≦0.2，sn≦0.1，al≦0.02，pb≦0.015，余量为cu，制备工艺为：熔炼、铸造、热镦、热挤压、冷拉拔、大引伸、退火、大引伸、退火，该发明的铜合金室温抗拉强度≥206mpa，导热率≥115w/m·k。
3、又如专利申请“薄带连铸结晶辊用高强高导铜合金及其制造方法”（申请号为cn200610024965.x）公开了一种薄带连铸结晶辊用高强高导铜合金及其制造方法，成分（质量百分数）为ni：1～2.5，si：0.05～0.2，zr：0.05～0.2，cr：0.2～0.4，sn：0.05～0.1，fe、co、mg中的一种或几种，其总量小于0.15%，其余为cu，ni/si比＞8:1。制备工艺为：熔炼、铸造、热锻、淬火、固溶、淬火、冷变形、时效、冷变形、时效，该发明的铜合金硬度＞200hbs，抗软化温度＞550℃，导电率＞50%iacs。
4、此外，目前针对铍铜合金的改进在于添加其它微合金化元素改善其综合性能。比如：专利申请“一种高强高导热铜合金材料辊套及其制备方法”（申请号为cn202110266871.8）公开了一种高强高导热铜合金材料辊套及其制备方法，成分（质量百分数）为ni：2.2～2.6，be：0.2～0.6，si：0.2～0.6，mg：0.07～0.17，ca：0.04～0.10，ag：0.01～0.05，la：0.1～0.3，co：0.01～0.03，al：0.1～0.5，cd：0.1～0.5，余量为cu，制备工艺为：气氛保护熔炼、铸造、均匀化、锻压、冲孔、气氛保护固溶处理、气氛保护时效处理，该发明的铜合金室温抗拉强度≥726mpa，显微硬度≥220hv，导热率≥160w/m·k，断后伸长率≥4.7%。
5、又如专利申请“一种连铸辊式结晶器的制备方法”（申请号为cn201610041322.x）公开了一种连铸辊式结晶器辊面用基材，成分（质量百分数）为ni：3～5，be：0.05～0.2，al：1～2，zr：0.5～1，mn：0.2～0.4，mg：1～3，sn：0.05～0.1，其余为cu。制备工艺为：熔炼、铸造、热锻、淬火、固溶、淬火、冷变形、时效，该发明的铜合金硬度＞230hbs，抗软化温度＞570℃，导电率＞58%iacs。
6、又如专利申请“一种薄带连铸结晶辊用低铍铜合金及其生产工艺”（申请号为cn200210036307.4），公开了一种薄带连铸结晶辊用低铍铜合金及其生产工艺，成分（质量百分数）为be：0.1～0.3，ni：1.0～2.5，si：0.05～0.3，zr：0.01～0.2，复合re＜0.05，其余为cu，其中8:1＜ni/si＜20:1。制备工艺为：熔炼、铸造、热锻、固溶、淬火、冷变形、时效，该发明的铜合金硬度>200hbs，抗软化温度>600℃，导电率>55%iacs。
7、又如专利申请“一种薄带连铸结晶辊用铜套及其制造方法”（申请号为cn201110447924.2）公开了一种薄带连铸结晶辊用铜套及其制造方法，成分（质量百分数）为be：0.03～0.18，mn：0.4～2.0，zr：0.02～0.6，其余为cu。制备工艺为：真空熔炼、铸造、热锻、固溶、冷锻、时效，该发明的铜合金抗拉强≥572mpa，硬度≥182hbs，导电率≥71%iacs。
8、上述的研究表明cu-ni-si系类合金存在力学性能偏低、导热性能一般的问题，铍铜微合金化系列存在导热性能偏低以及环保的问题。因此，目前仍然需要开发能够大量生产结晶辊套用铜合金材料的方法，该铜合金具有优异的力学性能和导热性能，同时可以通过简单的工艺降低制造成本。
技术实现思路
1、本发明针对上述现有技术存在的不足，提供一种cu-cr-mg铜合金材料及其制备方法，可在满足批量生产的情况下，制备得到具备高强度、良好导热性能、良好抗高温软化性能的结晶辊套用铜合金材料，工艺简单有效，同时避免了有毒物质铍的使用。
2、为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
3、一种cu-cr-mg铜合金材料，按质量百分数计，合金成分为：cr为7.6~11.8%，mg为0.03~0.05%，o含量≤6ppm，杂质含量≤0.05%，余量为cu。
4、具体的，cr元素在铜合金中的作用主要为第二相强化，纳米相以及亚微米级第二相利于合金的力学性能和耐磨性能，室温下cr元素几乎不溶于铜基体，可以保持合金较好的导热导电性能；微量mg元素主要起到脱氧和延缓纳米相粗化的作用，利于合金的抗高温软化性能，且微量mg对合金的导电导热性能影响较小。
5、所述cu-cr-mg铜合金材料的抗拉强度为553~626mpa，导电率为70.2~75.6%iacs，硬度为85.1~89.5hrb，导热性能≥310w/(m•k)，抗软化温度≥570℃，平均晶粒尺寸≤20µm，亚微米级第二相尺寸≤0.5µm。
6、一种cu-cr-mg铜合金材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
7、1）真空感应熔铸：将无氧铜、cu-cr中间合金、cu-mg中间合金放入坩埚，抽真空进行熔炼，待金属完全熔化后进行保温处理，随后浇铸为铜合金材料的铸锭；
8、2）均匀化-热挤压处理：将步骤1）中获得的物料进行均匀化处理后立即进行热挤压操作；
9、3）固溶处理；
10、4）冷锻处理；
11、5）时效处理。
12、进一步地，所述步骤1）中真空度≤4.5×10-2pa，保温温度为1350~1480℃，保温时间为15~25min。铸锭的杂质含量≤0.05%，氧含量≤6ppm，避免了氧含量、杂质含量过高影响合金的导电导热性能。
13、进一步地，所述步骤2）中均匀化处理温度为920~980℃，保温时间为6~8h，热挤压比≥10，坯料流出速度为0.1~0.5m/s。
14、进一步地，所述步骤3）中固溶处理温度为940~990℃，保温时间为1~2h，随后立刻进行冷淬。
15、进一步地，所述步骤4）中冷锻变形量为30%~60%。
16、进一步地，所述步骤5）中时效处理温度为450~500℃，保温时间为2~4h。
17、本发明的有益效果如下：
18、本发明通过真空熔炼铸造－热挤压－固溶－冷锻－时效处理工艺制备得到cu-cr-mg铜合金材料，无铍环保，工艺简单有效，便于操作，适合批量生产，且铜合金的力学、电学、导热、抗高温软化性能优异，在磁材连铸结晶辊、电阻焊电极等领域有着极好的应用价值。