冷作模具钢的预备热处理主要包括正火、退火和调质处理。

1.正火质量控制

正火的目的是消除碳素工具钢和合金工具钢中的网状碳化物，细化不均匀的片状珠光体。存在带状组织的工具钢，因其易产生切削裂纹，故预备热处理采用正火处理比退火效果更好。而对于高碳高合金模具钢，由于一次碳化物不易在奥氏体中固溶，故预备热处理一般不采用正火处理。

正火温度需根据钢种来确定。正火处理时，加热温度不宜过低，否则网状碳化物不能充分溶于奥氏体中，正火后仍可能存在残余网状碳化物，这对以后的球化退火不利。冷却时，为抑制碳化物沿晶界析出，应采用较快的冷却速度，至于哪种冷却速度合适，应根据钢种、模具大小及变形开裂倾向而定。例如：大型模具应采用喷雾冷却，或油冷至Ar₁以下出油；尺寸小的模具可空冷或风冷。对于存在带状组织的钢种，在Ar₃～Ar₁之间更应快速冷却。

模具钢在正火出炉冷却时，如果采用空冷或风冷，应将其放在干燥地面上，切勿置于潮湿地面，以防止局部发生淬火而产生应力，导致模具钢开裂或变形。即使不发生淬火情况，模具钢也会因冷却不均造成组织不均匀而影响正火处理的效果。

2.球化退火质量控制

球化退火的目的是改善毛坯的组织，降低硬度，便于切削加工，同时减小淬火时的变形与开裂倾向，使工件得到相当均匀的最终性能。等温球化退火的关键在于控制加热温度、等温温度和保温时间。球化退火的温度以在Ac₁以上20～50℃为宜，以保证能够加速球化过程和形成均匀的球化组织。球化退火应避免退火温度过低而出现残留的厚片状碳化物及退火温度过高而出现新的片状或棱角状碳化物。球化退火的等温温度和保温时间要选择在以不出现片状或片状与球状混合组织、并有合适的球化速度范围为宜。通常等温温度控制在稍低于Ar₁点，等温温度下的保温时间以碳素钢一般1～2h、合金工具钢一般3～4h为宜。球化退火要求缓慢冷却，高合金钢和合金钢的冷却速度分别为30～50℃/h和50～100℃/h。另外，大型件的冷却速度比小型件要慢。在球化退火时，为保证一定的冷却速度，对于单件或小批量毛坯，可采用装箱退火的方法。当然，最好的方法是通过工艺验证后制订最佳的球化退火工艺参数。(www.daowen.com)

3.调质质量控制

调质的目的是获得细珠光体和超细碳化物，消除网状和带状碳化物以及加工后的残余应力，改善组织，便于机械加工，防止淬火开裂和减小淬火变形，并最终提高模具的综合力学性能。

冷作模具钢的调质处理，可采用常规加热温度淬火后再进行640～680℃高温回火的工艺。调质后的硬度一般为229HBW左右。

冷作模具钢在最终热处理前还应进行去应力退火，其目的是消除机械加工后的残余应力，减少淬火开裂及变形倾向，或避免高速工具钢返修淬火时出现的萘状断口。一般情况下，碳素工具钢去应力退火工艺为630～650℃×1～2h，高合金工具钢去应力退火工艺为680～700℃×1～3h。

模具钢调质处理后的质量问题多为淬火硬度不足和出现淬火软点。造成硬度不足的原因有以下几个方面：①加热温度低或保温时间不足，表面或心部存在未溶解的块状铁素体；②冷却不足，在500～650℃范围内冷却速度低，导致发生珠光体型转变，组织出现托氏体并沿晶析出，有时伴随铁素体析出；③表面氧化皮过厚，影响了冷却能力；④表面脱碳，淬火硬度低等。

淬火软点只是出现在整体模具钢的局部区域，其产生的原因有：①淬火冷却不均匀，如冷却过程中局部氧化皮未脱落；②模具表面有污物；③淬火用水中有油或其他杂质；④模具在冷却过程中晃动或运动不当；⑤淬火冷却介质温度过高；⑥模具钢的原始组织粗大等。