Der häufigste Nacharbeitsfall in der Biegewerkstatt ist der „falsche Winkel“: Die Zeichnung verlangt 90°, gebogen wird 85° oder 95°. Bei Kohlenstoffstahl fällt das kaum auf, bei Edelstahl ist es nahezu unvermeidlich – denn dessen Kaltverfestigungsrate und Streckgrenze sind hoch.
Kurzurteil
Die Rückfederung nimmt mit steigendem R/t (Biegeinnenradius / Blechdicke) und mit steigender Werkstofffestigkeit zu; beim Biegen in Walzrichtung ist sie geringer als quer dazu. Biegeradius und Walzrichtung bereits bei der Bestellung festzulegen ist deutlich verlässlicher, als später auf das Fingerspitzengefühl der Werker zu setzen.
Woher die Rückfederung kommt
Beim Biegen wird die Außenseite auf Zug, die Innenseite auf Druck beansprucht; nach dem Entlasten will sich der elastische Anteil zurückbilden, und der Winkel „federt zurück“. Das Problem bei Edelstahl:
- Schnelle Kaltverfestigung: Der Kaltverfestigungsexponent von 304 ist deutlich höher als bei kohlenstoffarmem Stahl, die Umformzone verfestigt sich rasch;
- Hohe Streckgrenze: Nach dem Entlasten ist der rückfedernde elastische Verformungsanteil größer;
- Daher ist die Rückfederung von Edelstahl bei gleichem R/t und gleicher Blechdicke in der Regel mehr als doppelt so groß wie bei Kohlenstoffstahl.
Vier Einflussgrößen (nach Wirkstärke geordnet)
- R/t-Verhältnis: Größter Einfluss. Je größer R/t, desto größer die Rückfederung. Erfahrungsgemäß ist die Rückfederung bei R/t < 1 gering, aber die Rissgefahr hoch; R/t = 1–3 ist der übliche Bereich; bei R/t > 5 ist die Rückfederung sehr ausgeprägt, oft sind Zweifachumformung oder Sonderwerkzeuge nötig;
- Werkstofffestigkeit: 304 < 316L < 2205 < 2507, die Rückfederung nimmt in dieser Reihenfolge zu; kaltverfestigte Zustände (z. B. 1/2H) sind stärker als der geglühte Zustand;
- V-Nut-Öffnungsweite: Je größer die Öffnung, desto größer die Stützweite, desto größer die Rückfederung. Übliche V-Nut-Öffnungen liegen bei etwa dem 6–8-fachen der Blechdicke (V = 6t–8t); mit einer 12t-Nut dünnes Blech zu biegen führt zwangsläufig zu ungenauen Winkeln;
- Walzrichtung: In Walzrichtung (Biegelinie senkrecht zur Walzrichtung) ist die Rückfederung geringer und die Rissgefahr niedriger; quer zur Walzrichtung ist die Rückfederung größer und das Rissrisiko höher, besonders bei kleinem R/t.
Wie kompensieren
- Überbiegen (overbend): Den Oberwerkzeugwinkel direkt um 2–5° kleiner auslegen, sodass nach der Rückfederung der Zielwinkel erreicht wird; die konkreten Werte müssen durch **Probiegen** ermittelt werden, nicht aus fremden Tabellen übernommen;
- Werkzeugkompensation: Beilagen am Unterwerkzeug oder Werkzeugkorrektur verändern den effektiven Biegewinkel;
- R/t anpassen: Ein etwas größerer Innenradius senkt die Rissgefahr, erhöht aber die Rückfederung – ein Kompromiss, der nach Zeichnungstoleranz zu wählen ist;
- Prägen (coining): Mit höherem Druck wird das Material an das Werkzeug angepresst, was die Rückfederung deutlich verringert – auf Kosten hoher Tonnage und schnellen Werkzeugverschleißes.
Zwei Dinge, die bei der Bestellung festgelegt werden können
- Biegeinnenradius angeben: Nicht nur „90° biegen“ angeben. Ein zu kleines R führt zu Rissen, ein zu großes zu Rückfederung;
- Walzrichtung angeben: Besonders bei langgestreckten Biegeteilen sind die Umformergebnisse in Walzrichtung und quer dazu völlig unterschiedlich.
Sind diese beiden Punkte klar angegeben, lassen sich die Parameter mit einem Probiegen in der Werkstatt festlegen; fehlen sie, folgen wiederholte Versuche und schlimmstenfalls Ausschuss der ganzen Charge.
Häufige Fallstricke
- Kompensationswerte für Kohlenstoffstahl auf Edelstahl übertragen;
- Innenradius kleiner als Blechdicke (R < 1t) und trotzdem normales Biegen anwenden – die Außenfläche reißt direkt;
- Biegelinie parallel zur Walzrichtung (Querbiegen), ohne zu glühen oder R zu vergrößern – Serienrisse;
- Falsche V-Nut-Öffnung: dünnes Blech mit großer Nut, der Winkel lässt sich nicht stabil einstellen;
- Werkstoffzustand ignoriert: Geglühter und kaltverfestigter Zustand derselben Sorte unterscheiden sich in der Rückfederung um den Faktor zwei.
Nennen Sie uns Werkstoffgüte, Blechdicke, Ziel-Innenradius, Biegelänge und Stückzahl – wir geben Ihnen passend zu Ihrem Umformkonzept Empfehlungen zum Werkstoffzustand (geglüht/kaltverfestigt) sowie zum Richten und Zuschneiden. Biegerisse und Rückfederung liegen zur Hälfte am falsch gewählten Werkstoffzustand.
