鍛造模具材料是制造鍛造模具的物質(zhì)基礎(chǔ)，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(fù)雜的冷沖模、精鍛模、塑料模和壓鑄模等。采用熱處理、表面強(qiáng)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(jì)效益，因此應(yīng)重視模具的熱處理、表面強(qiáng)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(xué)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(dá)到強(qiáng)韌性的匹配，又可改善表層的組織、結(jié)構(gòu)與性能，以達(dá)到表層的強(qiáng)化與硬化，當(dāng)其側(cè)重于對表面進(jìn)行處理時(shí)常常又被稱為表面強(qiáng)化與改性技術(shù)，但表面強(qiáng)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(qiáng)化與離子注入、電鍍、化學(xué)鍍等工藝技術(shù)。二者相互交叉，又難以明確劃分。

采用表面強(qiáng)化與改性工藝技術(shù)在一定程度上可彌補(bǔ)鍛造模具材料的強(qiáng)度與表面性能等不足。可用于鍛壓模具制造的表面強(qiáng)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(qiáng)化、滾壓強(qiáng)化、表面淬火技術(shù)、熱擴(kuò)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(qiáng)化技術(shù)、超聲沖擊強(qiáng)化、物理氣相沉積技術(shù)、化學(xué)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(fù)合電鍍技術(shù)、復(fù)合電刷鍍技術(shù)和化學(xué)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(qiáng)化與改性工藝，如采用滲碳、滲硼、多元共滲等化學(xué)熱處理強(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)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(shí)踐證明，表面強(qiáng)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(qiáng)化與改性工藝技術(shù)相關(guān)的解決措施。新型表面強(qiáng)化與改性工藝技術(shù)，尤其是納米表面強(qiáng)化與改性工藝技術(shù)的發(fā)展必將進(jìn)一步推動(dòng)模具制造表面工程技術(shù)的發(fā)展。除重點(diǎn)介紹實(shí)用鍛造模具表面強(qiáng)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(qiáng)化與改性工藝技術(shù)將模膛表面與基體作為一個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行整體設(shè)計(jì)，綜合利用表面強(qiáng)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(qiáng)化

采用噴丸、滾壓、擠壓、高壓射流、激光沖擊、超聲沖擊、振動(dòng)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(yīng)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(yīng)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(qiáng)化

采用電子束、激光束等對材料表面進(jìn)行快速加熱，使表面、亞表面形成新的相變區(qū)和表面強(qiáng)化金額，從而得到具有細(xì)微結(jié)構(gòu)和強(qiáng)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(kuò)散滲）

將金屬或非金屬沉積在基體材料表面上，通過擴(kuò)散作用滲入到基體材料表面內(nèi)，改變材料表面的化學(xué)組成、相結(jié)構(gòu)，以提高材料表面的使用性能。

5）化學(xué)轉(zhuǎn)化

將金屬零件放入一定的化學(xué)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(lán)等。另外，工程應(yīng)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(xué)轉(zhuǎn)化這一類表面改性工藝。

6）電化學(xué)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(xué) 學(xué)經(jīng)改性技術(shù)。工程上也常將電化學(xué)轉(zhuǎn)化改性技術(shù)稱為陽極氧化或陽極化。所近來，電化學(xué)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(yīng)用。

7）金屬電化學(xué)沉積技術(shù)

金屬電化學(xué)沉積是指用電化學(xué)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(fù)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(jī)與無機(jī)涂層技術(shù)

有機(jī)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(hù)、裝飾與阻燃、示溫等功能。

無機(jī)涂層技術(shù)是在金屬表面上形成無機(jī)覆蓋層或表面膜。無機(jī)覆蓋層或表面膜具有特定的化學(xué)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(diǎn)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(diǎn)是在基體金屬與鍍層金屬之間形成一個(gè)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(xué)或電化學(xué)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(yùn)、運(yùn)輸、儲存及使用過程中遭受腐蝕的技術(shù)。