表面形變強化在模具模膛強化中的應用主要有噴丸強化、擠壓強化和輥壓強化等。表面形變強化技術是基于采取噴丸、擠壓和輥壓等方法使模膛表面多次發生微小變形，疊加起來造成模膛表面塑性變形（冷作硬化），改善模膛表面的完整性（改善表面粗糙度、改變表層組織結構、提高表層密度），并形成壓應力狀態，從而提高模膛表面的疲勞性能、應力腐蝕性能和耐磨性能等，提高了模具壽命。表面形變強化對冷作模具模膛的強化效果最為明顯。

擠壓和輥壓分別用于擠壓模（內）模膛和凸模的強化，而噴丸則可用于任何形狀的模具模膛。例如，汽車和拖拉機活塞銷是需求量非常大的零件，通常采用冷擠壓工藝生產，而冷擠壓凸模壽命較低（多在凸模工作部分向夾持部分過渡的內圓角處斷裂），影響生產率，對相同模具鋼（W6Mo5Cr4V2）、熱處理（淬火、回火）和加工（磨削）工藝的凸模，進行輥壓圓角和不錕壓圓角的對比試驗，結果表明，輥壓圓角的凸模壽命為未擠壓圓角凸模的4倍～6倍。

模具的噴丸過程是彈丸（如鋼丸、玻璃丸和陶瓷丸等）流不斷撞擊模膛表面層并使表面層在0.1mm～0.7mm內不斷積累塑性變形的過程。噴丸能使淬硬鋼表層的殘余奧氏體發生r→a相轉變，并引入殘余壓應力，從而提高表層的硬度、疲勞強度的耐磨性。例如，熱精壓活扳手鍛件的3Cr2W8V鋼模具經噴丸處理后，其壽命比未經噴丸處理模具的壽命提高了50%。