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模具熱處理一般包括模具預備熱處理和模具終熱處理兩類。此外還有模具加工中的熱處理和使用中的恢復熱處理等。
1、模具的預備熱處理
模具預備熱處理主要包括退火、正火和調質處理。主要目的是消除毛坯殘留組織缺陷，有利后續(xù)冷熱加工處理，提高使用性能和壽命。
（1）正獲得目的是消除碳素工具鋼、合金工具鋼的殘余碳化物網，細化不均勻的片狀珠光體。
（2）去應力退火的目的是消除模具淬火或精加工前的殘留應力，或避免高速鋼返修淬火時出現的萘狀斷口。
（3）球化退火的目的是 獲得滿意的被加工性，并為淬火做好組織準備。球化退火組織對終熱處理后的強韌性、畸變、開裂傾向、耐磨性、斷裂認讀有顯著的影響。
要避免在退火過程出現有殘存的原片狀碳化物或新的片狀及棱角狀碳化物，應保留許多未溶的細小碳化物顆粒以作為球化的結晶核心，保證能加速球化過程和形成均勻的球化體。球化退火的等溫溫度和保持時間要選擇在不出現片狀或片、球狀混合組織，并有合適的球化速度范圍為宜。
（4）調質的目的是 獲得細珠光體和超細碳化物，消除碳化物網、帶，消除加工后的殘留應力，改善組織，便于機加工，防止淬火開裂和減小淬火畸變。冷作模具鋼的調質工藝，可采用在常規(guī)加熱溫度淬火后進行640-680攝氏度高溫回火的工藝。調質后的硬度一般<=229HBS。
2、模具的終熱處理
（1）淬火工藝 模具淬火處理時脫碳、氧化、內應力及組織不均勻對磨損、開裂、疲勞強度及抗要和性能均有顯著影響。對要求耐磨或需隨后進行電加工的模具，應采用上限的加熱溫度和保溫時間系數；對要求強韌性的模具可采用下限的加熱溫度和保溫時間系數。
（2）回火工藝 冷作模具淬火后應立即回火，回火溫度要根據鋼種和對模具的鋼種和尺寸大小而定，一般碳素工具鋼與低合金工具鋼為90-180min，高合金模具鋼為120-180min。對于高精度、高合金鋼制模具為提高硬度，穩(wěn)定尺寸，減少磨裂傾向和提高使用壽命，在淬火后可采用-40至-80攝氏度（干冰+酒精冷卻劑）或-180攝氏度（液氮冷卻劑）的冷處理。冷卻時間為30-120min。為減少冷處理的內應力可分級冷卻。冷處理后立即進行回火處理。
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