热作模具钢的热处理工艺通常包含多个步骤，每个步骤都对模具最终的性能和质量有着关键作用，以下是一般的热处理步骤及作用：

1.球化退火

1.作用：球化退火一般是热作模具钢在锻造之后、淬火之前的预备热处理工序。它的主要作用是使钢中的碳化物球化，由片状或网状形态转变为球状。这样做可以改善钢材的切削加工性能，降低切削力，提高刀具寿命。同时，球化的碳化物分布均匀，为后续的淬火处理提供了良好的组织基础，能够减少淬火时的变形和开裂倾向，提高淬火质量。例如对于一些含碳量较高的热作模具钢，球化退火后，切削性能明显改善，便于进行机械加工。

2.工艺：将热作模具钢加热到略高于 Ac1（临界温度）的温度范围，保温一定时间后，以缓慢的速度冷却，使碳化物逐渐球化。

2.淬火

1.作用：淬火是热作模具钢热处理的关键工序，其目的是使模具获得马氏体组织，从而显著提高模具的硬度、强度和耐磨性。通过将模具加热到合适的淬火温度并保温一定时间，使钢中的合金元素充分溶解于奥氏体中，然后快速冷却，使奥氏体转变为马氏体。例如，H13 钢在 1020℃ - 1050℃淬火后，硬度可以达到 50HRC 左右，具备了良好的初始硬度基础，能够承受热加工过程中的压力和摩擦。

2.工艺：把热作模具钢加热到淬火温度（不同钢种淬火温度不同），保温一定时间以保证组织充分转变，然后迅速放入淬火介质（如油、水或盐浴等）中冷却。

3.回火

1.作用：回火是在淬火后紧接着进行的重要工序。其一，它可以消除淬火时产生的内应力，防止模具在使用过程中因内应力过大而发生开裂；其二，通过调整回火温度和时间，可以调整模具的硬度和韧性之间的平衡，使模具具有良好的综合力学性能。对于热作模具钢来说，适当的回火可以提高其热疲劳抗力和抗塑性变形能力。一般采用多次回火，如 H13 钢通常进行 2 - 3 次回火，每次回火温度在 550℃ - 650℃之间，随着回火次数的增加，模具的韧性得到提高，而硬度略有下降，但仍能保持在合适的范围。

2.工艺：将淬火后的模具加热到低于淬火温度的某一温度区间（回火温度），保温一定时间后冷却。

4.表面强化处理（可选）

1.作用：为了进一步提高热作模具钢的表面性能，如耐磨性、抗腐蚀性和抗热疲劳性能等，有时会进行表面强化处理。例如氮化处理可以在模具表面形成一层硬度高、耐磨性好且抗腐蚀的氮化层，提高模具表面的硬度和抗粘着磨损能力；镀硬铬可以提高模具表面的光洁度和耐磨性，同时也能增强其抗腐蚀性能。这些表面强化处理可以显著延长模具的使用寿命，提高生产效率。

工艺：氮化处理是将模具置于含有氮元素的介质中，在一定温度下使氮原子渗入模具表面；镀硬铬则是通过电镀的方法在模具表面镀上一层铬层。