模具是作為制造業(yè)的重要工藝裝備，它的使用性能，特別是使用壽命反映了一個國家的工業(yè)水平，并直接影響到產(chǎn)品和在國際市場上的競爭能力。因此，各國都非常重視模具工業(yè)的發(fā)展和模具壽命的提高工作。目前，我國模具的壽命還不高，模具消耗量很大，因此，提高我國的模具壽命是一個十分迫切的任務(wù)。
模具熱處理對使用壽命影響很大。我們經(jīng)常接觸到的模具損壞多半是熱處理不當(dāng)而引起。據(jù)統(tǒng)計，模具由于熱處理不當(dāng)，而造成模具失效的占總失效率的50%以上，所以，國外模具的熱處理，愈來愈多地使用真空爐、半真空爐和無氧化保護(hù)氣氛爐。
模具熱處理工藝包括基體強(qiáng)韌化和表面強(qiáng)化處理。
基體強(qiáng)韌化在于提高基體的強(qiáng)度和韌性，減少斷裂和變形，故它的常規(guī)熱處理必須嚴(yán)格按工藝進(jìn)行。表面強(qiáng)化的主要目的是提高模具表面的耐磨性、耐蝕性和潤滑性能。表面強(qiáng)化處理方法很多，主要有滲碳、滲氮、滲硫、滲硼、氮碳共滲、滲金屬等。采用不同的表面強(qiáng)化處理工藝，可使模具使用壽命提高幾倍甚至于幾十倍。近幾年又出現(xiàn)了一些新的表面強(qiáng)化工藝，本文著重四個方面介紹，供同行參考。
1．離子滲氮
為了提高模具的抗蝕性、耐磨性、抗熱疲勞和防粘附性能，可采用離子滲氮。
離子滲氮的突出優(yōu)點(diǎn)是顯著地縮短了滲氮時間，可通過不同氣體組份調(diào)節(jié)控制滲層組織，降低了滲氮層的表面脆性，變形小，滲層硬度分布曲線較平穩(wěn)，不易產(chǎn)生剝落和熱疲勞。可滲的基體材料比氣體滲氮廣，無毒，不會爆炸，生產(chǎn)安全，但對形狀復(fù)雜模具，難以獲得均勻的加熱和均勻的滲層，且滲層較淺，過渡層較陡，溫度測定及溫度均勻性仍有待于解決。
離子滲氮溫度以450～520℃為宜，經(jīng)處理6～9h后，滲氮層深約0.2～0.3mm。溫度過低，滲層太薄；溫度過高，則表層易出現(xiàn)疏松層，降低抗粘模能力。離子滲氮其滲層厚度以0.2～0.3mm為宜。磨損后的離子滲氮模具，經(jīng)修復(fù)和再次離子滲氮后，可投入使用，從而可大大地提高模具的總使用壽命。
2．氮碳共滲
氮碳共滲工藝溫度較低（560～570℃），變形量小，經(jīng)處理的模具鋼表面硬度高達(dá)900～1000HV，耐磨性好，耐蝕性強(qiáng)，有較高的高溫硬度，可用于壓鑄模、冷鐓模、冷擠模、熱擠模、高速鍛模及塑料模，分別可提高使用壽命1～9倍。但氣體氮碳共滲后常發(fā)生變形，膨脹量占化合物厚度的25%左右，不宜用于精密模具，處理前必經(jīng)去退火和消除殘余。
例如：Cr12MoV鋼制鋼板彈簧孔沖孔凹模，經(jīng)氣體氮碳共滲和鹽浴滲釩處理后，可使模具壽命提高3倍。又如：60Si2鋼制冷鐓螺釘沖頭，采用預(yù)先滲氮、短時碳氮共滲、直接淬油、低溫淬火及較高溫度回火處理工藝，可改善心部韌性，提高冷鐓沖頭壽命2倍以上。
3．碳氮硼三元共滲
三元共滲可在滲氮爐中進(jìn)行，滲劑為含硼有機(jī)滲劑和氨，其比例為1:7，共滲溫度為600℃，共滲時間4h，共滲層化合物層厚3～4μm，擴(kuò)散層深度為0.23mm，表面硬度為HV011050。經(jīng)共滲處理后模具的壽命顯著提高。