冷作模具鋼的性能要求與刃具鋼相似，但要求熱處理后的變形要小，而對熱硬性的要求不高。因此，冷作模具鋼的化學成分和熱處理特點與刃具鋼也相似。下面以Cr12鋼為例介紹冷作模具鋼的熱處理特點。

Cr12鋼也屬于萊氏體鋼，因此，需要經過反復鍛造來破碎網狀共晶碳化物，并消除其分布的不均勻性。鍛造后應進行等溫球化退火。

Cr12鋼在不同溫度淬火后，在不同溫度下回火時，其硬度的變化不同。提高這種類型鋼的硬度有兩種熱處理方法。

(1)一次硬化法。采用較低的淬火溫度和較低的回火溫度。如Cr12鋼加熱到980℃保溫后油中淬火，然后在170℃低溫回火，硬度達61～63HRC。這種方法處理后模具的淬火變形小，耐磨性高，應用較廣泛。

(2)二次硬化法。采用較高的淬火溫度與多次回火。如Cr12鋼1100℃保溫后油淬，淬火后殘留奧氏體較多，硬度較低，但經多次510~520℃回火，產生二次硬化，硬度可達60~62HRC。這種方法處理后可獲得較高的熱硬性，常用來處理在400~450℃條件下工作的模具。其缺點是韌性低于一次硬化法，且淬火變形較大。

Cr12型鋼最終熱處理組織為回火馬氏體+殘留奧氏體，具有高的強度和硬度，良好的耐磨性，廣泛應用于制造冷沖模和滾絲模等冷作模具。Cr12MoV鋼的含碳量略低，由于加入鉬、釩元素，細化晶粒，改善了碳化物的分布，使其強度和韌性均高于Cr12鋼，但耐磨性稍差。

近年來還發展了高強韌性冷作模具鋼。此類鋼的成分與高速鋼在正常淬火后基體的成分相近，故亦稱之為基體鋼。這種鋼的強度和韌性較高，淬火變形小，并具有一定的耐磨性和熱硬性，常用于制造冷擠壓模。常用牌號有65Cr4W3Mo2VNb、6Cr4Mo3Ni2WV等。