表面强化与改性技术在锻造模具中的应用
表面强化处理是提高模具使用寿命的重要方法，但应注意，因各种表面强化工艺分别有其优缺点，应根据模具的服役条件和失效特征有针对性的选用。下面就冷作、热作模具分别进行讨论。
1．在冷作模具中的应用
冷作模具表面强化处理的主要目的是提高耐磨性。磨损通常分为糜料磨损、咬合磨损、热磨损、氧化磨损和疲劳磨损等类型，其中氧化磨损速度最小。为了减小磨损速度，生产中常用氧化、磷化、渗硫和镀硬铬等表面化学处理工艺，在模具表面形成一层牢固的薄膜，从而在使用过程中减小氧化磨损。
当模具在使用过程中无法避免地出现氧化磨损以外的磨损时，则应根据所发生磨损的特征，选用适当的表面强化处理工艺，以求减小磨损速度。
对冲击载荷较小的磨料磨损，只要采用提高表面硬度的处理方法，就可获得较好的效果。但对于疲劳磨损和冲击负载较大的磨料磨损，则必须兼顾强度和韧性，而且在硬化层分解处的硬度梯度也不能太陡，因此最好采用渗碳、碳氮共渗和软氮化之类的工艺。
对于在外部摩擦条件下的咬合摩擦，即轻微的咬合摩擦，只要减小摩擦副金属之间的咬合力即可减小磨损，因此最好采用经济、有效的氧化、磷化、渗硫等表面化学处理。
当发生内部摩擦，即严重的咬合磨损时，为了提高抗黏附性（抗咬合同磨损能力），在减小摩擦副金属之间咬合力的同时，还必须提高基体金属的硬度，因此最好采用硫氮共渗、软氧化、碳氮硼三元共渗、TiC沉积和TD法等，也可采用先碳氮共渗或软氮化，然后渗硫或氧化的复合表面强化处理工艺。
目前，在冷作模具方面，气体软氮化和渗硼工艺比较成熟，已得到了广泛的作用。
2.在热作模具中的应用
在热作模具的工作条件下，由于基体硬度较低，一般低于53HRC，急冷急热导致的弹性和塑性变形较大，模具模膛深且形状复杂，因此表面强化层的塌陷、剥落就成为决定模具使用性能的关键。热作模具的表面强化层，除要求提高高温耐磨性以外，还要求具备一定的热强性、耐热疲劳性、抗氧化性、抗蚀性和抗黏附性。热作模具表面强化处理并不要求得到过高的表面硬度，但希望获得的强化层与基体有高的结合强度和相近的线膨胀系数，强化层本身也要有一定的强韧性和耐热性，而且层深也要较厚。
目前在热锻模具方面，镀铬、碳氮共渗、气体软氮化、氧化、TiC沉积和TD法应用较多。其中碳氮共渗的渗层深达0.6mm～0.7mm，在一定程度上提高了热强性，有其独到之处。此外，硫氮共渗、渗硼、电火花表面强化、堆焊（以修复为主）和离子氮化等工艺也得到部分应用。
在压铸模具方面，表面强化处理一般有硫氮共渗、离子氮化、气体软氮化、渗硫、渗铬、渗铝、渗硼、磷化和氧化等，其中以渗硼、磷化和氧化工艺较为成熟。
如何提高表面强化层的耐剥落性是模具工作者共同关心的问题。一般来说，目前的解决办法主要有四种：一是加强化合物层和过渡层的结合，例如使渗硼件的硼化物层以针状进入过渡层，产生牢固的结合；二是强化过渡层，使层深硬度曲线趋于平缓；三是适当选取具有较高强度和一定塑性的基体材料；四是减小渗层脆性，例如在渗硼中尽量减小FeB相，力求获得Fe2B单相组织。此外还可以采用一些适当的工艺方法来加强表层和心部的结合。
表面强化处理由于测试技术和评定方法上的困难，目前对于强化层的组织和特性、形成机理、应力状态和性能指标等方面认识还很不足。如何结合模具，特别是热作模具的工作条件和性能要求，对于各种表面强化处理进行比较评定，是一项十分艰巨的课题。目前这方面的报道还很少，究其原因，一方面是因为有关表面强化处理的各项测试技术尚未正式建立，另一方面则由于模具，特别是热作模具的工作条件复杂多变，难以进行模拟试验。目前，表面强化处理在冷作模具方面应用较为成熟，发展较快，应用范围也较广，而在热作模具方面应用成功的还不多。今后随着科学技术的发展，模具表面强化处理工艺会有新的突破和发展。
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