固结磨料线锯因其高昂的制造成本,在硅材料切割领域中并未得到广泛采用,游离磨料线锯的切割方法仍是主要的方法。但近些年来,随着光伏产业和半导体产业的高速发展,对所需的硅片提出了更高的要求:硅片尺寸不断增大、厚度不断变薄,这给游离磨料线锯切割方法带来了极大的挑战,即随着硅晶体尺寸的增大、切缝长度和深度的增加,切割过程中磨粒难以进入长而深的切缝中,切割效率进一步降低。为保持锯丝和工件之间有足够的磨粒,克服游离磨料线锯效率低的缺点,提出了一种“磁感应游离磨料线锯切割新方法”,其最大特点就是利用锯丝的高梯度磁场对磁性磨粒的吸引力,能够在切割过程中携带更多的磨粒进入切割区域参与切割,从而提高游离磨料线锯的切割效率。本文围绕锯丝所产生的高梯度磁场及其对磁性磨粒的作用进行分析研究,并通过实验对比了添加辅助匀强磁场的游离磨料线锯即磁感应游离磨料线锯与传统的游离磨料线锯的切割性能。(1)线锯切割用锯丝是一种聚磁材料,置于匀强磁场的环境中锯丝周围会产生高梯度磁场。通过Ansys仿真,研究了该磁场的磁场强度与匀强磁场发生源(永磁体)的间距和几何形状之间的关系:磁场强度会随着永磁体之间距离的减小、永磁体宽度和高度的增大而变大。并通过理论分析证明了上述结论。(2)由于高梯度磁场的存在,锯丝截面四周空间被分成了顺磁区和逆磁区。锯丝截面一定范围内的顺磁性磨粒会受到高梯度磁场的作用,其运动受到控制。通过对单颗磨粒的受力分析和运动分析可知,磁性磨粒向着锯丝运动的轨迹是一不规则的抛物线。并通过Fluent软件和实验对磁性磨粒的轨迹进行仿真和抓取,对理论分析的结果进行了证明。(3)搭建实验平台,通过实验对比了添加匀强磁场的游离磨料线锯与传统的无外加磁场的游离磨料线锯的切割性能,实验结果表明添加匀强磁场的线锯是要优于不加磁场的线锯。并进一步通过切割实验说明改变匀强磁场发生源(永磁体)的间距和几何形状对切割性能所带来的影响。