Biegen und Umformen von Stahlblech und -platte: Radius, Walzrichtung und Rückfederung

Was an einer Biegung geschieht

Beim Biegen wird die Außenseite der Biegung gedehnt und die Innenseite gestaucht. Risse beginnen, wenn die Dehnung der Außenfaser überschreitet, was der Stahl bei dieser Dicke liefern kann — weshalb jede Biegeempfehlung als minimaler Innenradius im Verhältnis zur Dicke (r/t) ausgedrückt wird.

Minimaler Radius: Die Güte entscheidet

Richtwerte für die Praxis an der Abkantpresse (Werksdatenblätter sind maßgebend; die Werte wachsen mit der Dicke):

Werkstoff	Typischer minimaler Innenradius
S355 Baustahlplatte	~1–2 × Dicke (Biegeachse quer zur Walzrichtung am unteren Ende)
S690 hochfest	~2–3 × Dicke
NM400 / AR400 Verschleißblech	~3–4 × Dicke
NM500 / AR500 Verschleißblech	~4–6 × Dicke oder mehr

Radien für Verschleißblech überraschen Verarbeiter, die an Baustahl gewöhnt sind: Härte und Biegbarkeit stehen in direktem Gegensatz zueinander, und ein Radius, den S355 leicht verkraftet, wird NM500 reißen lassen. Die Dicke verschärft das — dieselbe Güte benötigt bei 40 mm einen größeren r/t-Wert als bei 10 mm, weil sich die Dehnung konzentriert und die Spielräume für die Qualität in Dickenrichtung schrumpfen.

Walzrichtung

Gewalzte Platte ist anisotrop: Die Duktilität ist in Dickenrichtung und in kurzer Querrichtung am niedrigsten, am besten entlang der Walzrichtung. Daraus folgt die Regel:

• Biegelinie senkrecht zur Walzrichtung (Biegeachse quer zur Walzrichtung) verträgt die engsten Radien — die Außenfasern dehnen sich entlang der Walzrichtung.
• Biegelinie parallel zur Walzrichtung benötigt einen größeren Radius, gewöhnlich eine Steigerung des r/t-Werts um etwa 50–100%, und ist die Ausrichtung, in der Kantenrisse entstehen.

Fügen Sie zwei Kantenregeln hinzu: Verwenden Sie in der Biegezone Platten mit einwandfreien, angearbeiteten Kanten (Risse und Kerben an thermisch geschnittenen Kanten sind Rissstarter, besonders bei harter Platte), und positionieren Sie Bohrungen und Ausschnitte weit weg von der Biegelinie — gewöhnlich mindestens ~2 × Dicke plus Radius —, weil sie sich verziehen und die Dehnung konzentrieren.

Rückfederung

Wenn der Stempel zurückfährt, öffnet die elastische Rückstellung den Biegewinkel. Rückfederung:

• Nimmt mit der Festigkeit zu: S355 mag um einige Grad zurückfedern; Verschleiß- und hochfeste Platten merklich mehr. Sie nimmt auch mit größeren Verhältnissen von Radius zu Dicke und weiteren Matrizenöffnungen zu.
• Wird durch Überbiegen ausgeglichen — das Fahren über den Zielwinkel hinaus, sodass die Rückstellung darauf landet — durch Prägen/Bodenpressen (zu hohen Tonnagekosten) oder durch Winkelmessung und CNC-Korrektur an modernen Abkantpressen.
• Schwankt innerhalb einer Plattencharge mit der Streuung der Streckgrenze, weshalb Erststückprüfung und chargenbezogene Anpassung bei vergüteter Platte normal sind.

Rissdiagnose

Risse an der Außenfläche an der Biegung bedeuten fast immer eines von Folgendem: Radius zu eng für Güte/Dicke, Biegeachse parallel zur Walzrichtung, eine fehlerhafte oder gehärtete Schnittkante in der Biegezone oder Biegen unterhalb der vom Hersteller empfohlenen Mindesttemperatur (kaltes Wetter verdichtet das Risiko — viele Hersteller wollen harte Platte mindestens bei Raumtemperatur, und ein Vorwärmen der Biegelinie für die schwersten Arbeiten). Das Warmumformen von Verschleißblech ist keine Improvisation vor Ort: Erhitzen über die ursprüngliche Anlasstemperatur hinaus erweicht es dauerhaft.