熱處理是模具制造過程中不可缺少的重要工序之一，對模具壽命有舉足輕重的作用。根據具體鍛造工藝的要求，有針對性的制定熱處理工藝，使模具強度（硬度）與韌性匹配恰當、模體與模膛表面硬度合理均勻、晶粒細小均勻、無氧化和脫碳、減少殘余應力與變形，可以提高模具壽命及其穩定性。采用新的熱處理工藝可以挖掘材料潛力，以較小代價大幅度提高模具壽命。例如，對于高碳的冷鍛模具采用低溫淬火，獲得較多的板條馬氏體，可以提高韌性，減少模具變形淬火裂紋，從而提高模具壽命；真空熱處理具有無氧化、脫碳、除氣、加熱均勻和變形小等優點，也有利于提高模具壽命。
表面處理強化模具模膛表面、提高模具壽命的作用不但顯著，而且成本低，是事半功倍的強化模具工藝方法，也有提高模具經濟性的首選工藝。已應用和具有應用潛力的模具模膛強化的表面處理工藝方法有表面形變（噴丸、擠壓和滾壓等）強化、表面相變強化、表面擴滲強化和離子注入強化等表面改性技術、物理氣相沉積和化學氣相沉積等薄膜技術，以及電化學沉積（電鍍）和熱噴涂等涂鍍層技術。