热处理是模具制造过程中不可缺少的重要工序之一，对模具寿命有举足轻重的作用。根据具体锻造工艺的要求，有针对性的制定热处理工艺，使模具强度（硬度）与韧性匹配恰当、模体与模膛表面硬度合理均匀、晶粒细小均匀、无氧化和脱碳、减少残余应力与变形，可以提高模具寿命及其稳定性。采用新的热处理工艺可以挖掘材料潜力，以较小代价大幅度提高模具寿命。例如，对于高碳的冷锻模具采用低温淬火，获得较多的板条马氏体，可以提高韧性，减少模具变形淬火裂纹，从而提高模具寿命；真空热处理具有无氧化、脱碳、除气、加热均匀和变形小等优点，也有利于提高模具寿命。
表面处理强化模具模膛表面、提高模具寿命的作用不但显著，而且成本低，是事半功倍的强化模具工艺方法，也有提高模具经济性的首选工艺。已应用和具有应用潜力的模具模膛强化的表面处理工艺方法有表面形变（喷丸、挤压和滚压等）强化、表面相变强化、表面扩渗强化和离子注入强化等表面改性技术、物理气相沉积和化学气相沉积等薄膜技术，以及电化学沉积（电镀）和热喷涂等涂镀层技术。