表面形变强化在模具模膛强化中的应用主要有喷丸强化、挤压强化和辊压强化等。表面形变强化技术是基于采取喷丸、挤压和辊压等方法使模膛表面多次发生微小变形，叠加起来造成模膛表面塑性变形（冷作硬化），改善模膛表面的完整性（改善表面粗糙度、改变表层组织结构、提高表层密度），并形成压应力状态，从而提高模膛表面的疲劳性能、应力腐蚀性能和耐磨性能等，提高了模具寿命。表面形变强化对冷作模具模膛的强化效果最为明显。

挤压和辊压分别用于挤压模（内）模膛和凸模的强化，而喷丸则可用于任何形状的模具模膛。例如，汽车和拖拉机活塞销是需求量非常大的零件，通常采用冷挤压工艺生产，而冷挤压凸模寿命较低（多在凸模工作部分向夹持部分过渡的内圆角处断裂），影响生产率，对相同模具钢（W6Mo5Cr4V2）、热处理（淬火、回火）和加工（磨削）工艺的凸模，进行辊压圆角和不锟压圆角的对比试验，结果表明，辊压圆角的凸模寿命为未挤压圆角凸模的4倍～6倍。

模具的喷丸过程是弹丸（如钢丸、玻璃丸和陶瓷丸等）流不断撞击模膛表面层并使表面层在0.1mm～0.7mm内不断积累塑性变形的过程。喷丸能使淬硬钢表层的残余奥氏体发生r→a相转变，并引入残余压应力，从而提高表层的硬度、疲劳强度的耐磨性。例如，热精压活扳手锻件的3Cr2W8V钢模具经喷丸处理后，其寿命比未经喷丸处理模具的寿命提高了50%。