模具通过正常热处理可以获得所需的组织和性能，从而保证其在正常服役条件下能够具有一定的使用寿命。具体热处理工艺的制订要依据模具类型及对模具的性能要求、钢材成分、工作条件、失效形式及其结构特点等而定。例如对于淬透性很高的火焰淬火模具钢来说，退火冷却规范相当重要，稍不注意就可能造成硬度偏高而难以加工，甚至冷速过快时还可能产生裂纹。又如对用于模锻压力机上的合金含量较高的机锻模来说，因机锻模具虽承受冲击力较小，但与热工件接触时间较长，故要求其应具有高的高温强度，而对其冲击韧度的要求可适当放宽，因此在制订淬火工艺时，应采用较高的温度加热，以保证有足够的合金元素固溶于基体中，从而提高钢的高温强度、组织稳定性和冷热疲劳抗力。

对于用高合金钢制造的高精度模具，为了提高其硬度及尺寸稳定性，在淬火后可采用-40℃～-80℃的冷处理，处理时间为30～120min。但为了减少冷处理产生的内应力，应采用分级冷却方式，且冷处理后温度也应分级回升到室温，并立即进行低温回火。

对于精密模具及性能要求高的模具，热处理时可以采用真空加热或保护气氛加热，特别是真空热处理，可确保无表面缺陷、提高硬度并显著提高模具的强韧性及使用寿命。例如，Cr12MoV钢制的录音机机芯冲模，采用常规热处理时平均使用寿命10万次，改用调质和真空热处理后模具寿命提高到了25万次。(www.daowen.com)

模具钢的强韧化热处理是提高模具使用寿命的重要措施之一。模具强韧化热处理工艺主要包括：预备热处理工艺（如正火、球化退火、调质）、双细化处理工艺、高温淬火工艺、分级及等温淬火、低温淬火、复合处理工艺、真空热处理工艺等。

为了减少模具早期失效、提高模具使用寿命，还可以采用一些表面强化技术（如化学热处理技术，包括渗硼、渗硫、渗碳、渗氮、碳氮共渗、氮碳共渗等），也可以采用化学气相沉积、物理气相沉积、表面涂覆、刷镀、高频淬火、激光淬火等先进的表面强化技术。