鍛造模具材料是制造鍛造模具的物質(zhì)基礎，但目前的鍛造模具材料常常難以滿足鍛造模具長壽命、耐磨損、耐高溫、抗腐蝕氧化等較高綜合使用性能的要求。而且模具制造的成本高，特別是一些精密復雜的冷沖模、精鍛模、塑料模和壓鑄模等。采用熱處理、表面強化與改性技術(shù)可以提高模具的使用性能，可以大幅度提高模具壽命，具有顯著的經(jīng)濟效益，因此應重視模具的熱處理、表面強化與改性技術(shù)。
1．模具熱處理、表面強化與改性技術(shù)
模具的熱處理主要包括正火、退火、淬火、回火等常規(guī)熱處理以及真空熱處理、深冷處理、高溫與降溫淬火、化學熱處理、金屬滲、氣相沉積與高能束流熱處理等新型熱處理。模具熱處理技術(shù)既可用來改善總體性能，達到強韌性的匹配，又可改善表層的組織、結(jié)構(gòu)與性能，以達到表層的強化與硬化，當其側(cè)重于對表面進行處理時常常又被稱為表面強化與改性技術(shù)，但表面強化與改性技術(shù)不僅包括了表面熱處理技術(shù)，還包括了表面形變強化與離子注入、電鍍、化學鍍等工藝技術(shù)。二者相互交叉，又難以明確劃分。
2．表面強化與改性工藝技術(shù)
采用表面強化與改性工藝技術(shù)在一定程度上可彌補鍛造模具材料的強度與表面性能等不足。可用于鍛壓模具制造的表面強化與改性工藝技術(shù)十分廣泛，既包括傳統(tǒng)的表面噴丸強化、滾壓強化、表面淬火技術(shù)、熱擴滲技術(shù)、堆焊技術(shù)和電鍍硬鉻技術(shù)，又包括近20年來迅速發(fā)展起來的激光沖擊表面強化技術(shù)、超聲沖擊強化、物理氣相沉積技術(shù)、化學氣相沉積技術(shù)、離子注入技術(shù)、熱噴涂技術(shù)、熱噴焊技術(shù)、復合電鍍技術(shù)、復合電刷鍍技術(shù)和化學鍍技術(shù)等。
鍛造模具不僅要求較高的精度和質(zhì)量，而且還要求具有很高的使用壽命。提高鍛造模具壽命的關(guān)鍵措施是合理選擇鍛造模具材料及其表面強化與改性工藝，如采用滲碳、滲硼、多元共滲等化學熱處理強化與改性工藝，在提高鍛造模具壽命方面收到了很好的效果。鍛造模具模膛表面的性能至關(guān)重要，因此，采用表面強化與改性處理，即采用一定的方法使鍛造模具模膛表面形成強化層，既能滿足鍛造模具加工性能和提高使用壽命的要求，又能降低生產(chǎn)成本，充分發(fā)揮材料的潛力。實踐證明，表面強化與改性處理是提高鍛造模具質(zhì)量和延長鍛造模具壽命的重要途徑。
這里將從鍛造模具使用性能的需求與存在的問題（失效原因）入手，提出與表面強化與改性工藝技術(shù)相關(guān)的解決措施。新型表面強化與改性工藝技術(shù)，尤其是納米表面強化與改性工藝技術(shù)的發(fā)展必將進一步推動模具制造表面工程技術(shù)的發(fā)展。除重點介紹實用鍛造模具表面強化改性工藝技術(shù)外，也簡要介紹了納米制造與非晶涂層制備技術(shù)。
鍛造模具的表面強化與改性工藝技術(shù)將模膛表面與基體作為一個系統(tǒng)進行整體設計，綜合利用表面強化改性技術(shù)和涂鍍層技術(shù)，使表面獲得材料本身難以具備而有希望具有特定的性能。
利用現(xiàn)代技術(shù)改變鍛造模具的材料表面、亞表面層的成分、結(jié)構(gòu)和性能的處理技術(shù)稱為表面改性技術(shù)，主要包括如下十類：
1）表面形成變強化
采用噴丸、滾壓、擠壓、高壓射流、激光沖擊、超聲沖擊、振動沖擊等工藝方法使材料表面層產(chǎn)生彈塑性變形，引入殘余壓應力和產(chǎn)生顯微組織結(jié)構(gòu)的變化，以提高材料抗疲勞和應力腐蝕的能力，改善和提高零件的可靠性和耐久性。
2）表面相變強化
采用電子束、激光束等對材料表面進行快速加熱，使表面、亞表面形成新的相變區(qū)和表面強化金額，從而得到具有細微結(jié)構(gòu)和強化相的特殊性能表面層。
3）離子注入
利用真空系統(tǒng)離化出的離子，在高電壓下加速，直接注入材料表面，形成很薄的離子注入層，改變材料表面的組成與結(jié)構(gòu)，改善材料表面性能。
4）表面合金化（擴散滲）
將金屬或非金屬沉積在基體材料表面上，通過擴散作用滲入到基體材料表面內(nèi)，改變材料表面的化學組成、相結(jié)構(gòu)，以提高材料表面的使用性能。
5）化學轉(zhuǎn)化
將金屬零件放入一定的化學溶液介質(zhì)中，使其表面形成鈍性化合物膜層，以提高材料表面的性能。工程上常用的鈍性化合物膜層主要有鉻酸鹽鈍化膜、磷酸鹽鈍化膜、草酸鹽鈍化膜、鋼鐵零件表面的發(fā)藍等。另外，工程應用中常常將表面粗糙度的降低工藝（磨光、拋光、滾光等）及表面著色等也歸于化學轉(zhuǎn)化這一類表面改性工藝。
6）電化學轉(zhuǎn)化
在電解質(zhì)溶液中和外電流作用下零件表面形成氧化膜的技術(shù)稱為電化學學經(jīng)改性技術(shù)。工程上也常將電化學轉(zhuǎn)化改性技術(shù)稱為陽極氧化或陽極化。所近來，電化學轉(zhuǎn)化技術(shù)的一大展是微弧等離子體陽極氧化，它能顯著提高表面硬度或形成新型彩色裝飾膜層，在模具行業(yè)具有很好的應用。
7）金屬電化學沉積技術(shù)
金屬電化學沉積是指用電化學方法在金屬制件表面沉積一層或多層金屬鍍層、合金鍍層或復合鍍層的技術(shù)，也稱為電鍍技術(shù)。用電鍍方法可以在金屬制件表面制備出功能各異的多種鍍層。
8）有機與無機涂層技術(shù)
有機涂層技術(shù)主要是指采用涂料（油漆、漆料、顏料、稀料）賦予零件表面特殊的防護、裝飾與阻燃、示溫等功能。
無機涂層技術(shù)是在金屬表面上形成無機覆蓋層或表面膜。無機覆蓋層或表面膜具有特定的化學組成、結(jié)構(gòu)與形貌，可賦予基體與涂層體系新的性能或功能。
9）熱浸鍍層技術(shù)
熱浸鍍層技術(shù)又稱為熱鍍，是將被鍍金屬材料浸于熔點較低的其他液態(tài)金屬或合金中形成鍍層的工藝技術(shù)。熱浸鍍層技術(shù)的特點是在基體金屬與鍍層金屬之間形成一個合金層。
10）防銹技術(shù)
金屬在環(huán)境介質(zhì)作用下發(fā)生的化學或電化學變化稱為金屬腐蝕，俗稱生銹或銹蝕。防銹金屬是防止金屬在制造加工、搬運、運輸、儲存及使用過程中遭受腐蝕的技術(shù)。
