高速工具鋼有良好的熱硬性，是適于高速切削的刃具鋼，由于它具有良好的力學性能以及承受高壓力和高彎曲載荷的能力，常被用作冷作模具的工作零件。高速鋼有很高的硬度、抗壓強度和耐磨性能，因此要求隨重載荷和加工硬材質的冷作模具，也常選用高速鋼制造。采用低溫淬火、快速加熱淬火等工藝措施可以有效地改善其韌性。對要求有高熱強性的工具和熱作模具，一般可選用W18Cr4V類高速鋼。而要求能經受一定沖擊載荷的工具和熱加工模具，一般可選用W6Mo5Cr4V2類高速鋼，該高速鋼有較高的韌性，在制作重載荷冷作模具方面取得了很好的效果。6W6Mo5Cr4V、W9Mo3Cr4V等鋼有更好的效果。
6W6Mo5Cr4V、W6Mo5Cr4V2鋼軟化退火為840～860℃，保溫2～4h，以20～30℃/h冷卻到500～600℃，爐冷或堆冷；等溫退火840～860℃保溫2～4h，爐冷至740～760℃，保溫2～4h，爐冷到600℃，空冷。
高速鋼在熱加工和退火后，其組織是由鐵素體基體和不凝聚的碳化物組成。基體中含質量分數約0.30%的碳，合金元素大部分結合在碳化物中。為充分發揮高速鋼的特性，必須在熱處理時碳化物的相當部分溶解，為此需要很高的加熱溫度。作刃具時，淬火溫度選擇比較高，可以達到最佳的可加工性能，但韌性有所損失。制作模具時為了保證有相當的韌性，淬火溫度選的比較低，特別是形狀復雜大型的模具零件。根據模具使用條件不同，對W18Cr4V鋼制冷作模具的淬火溫度，可以比用其制作刃具的淬火溫度低40～80℃，推薦淬火溫度為1220～1250℃；而對W6Mo5Cr4V2鋼制冷作模具的淬火溫度可比該鋼制作刃具的淬火溫度低20～60℃，推薦淬火溫度為1160～1200℃；為保證低碳高速鋼6W6Mo5Cr4V的強韌性要求，淬火溫度不能太低，一般在1180～1200℃范圍。
高速鋼的淬火冷卻，一般有氣冷（高壓惰性氣體）、油冷、等溫淬火、分級淬火等多種。冷卻時在700～900℃溫度區間內要盡可能快冷，由于高速鋼冷卻時有強烈的碳化物析出傾向，所以最好不要空氣冷卻。經淬火后的組織由馬氏體、殘留奧氏體和未溶解的碳化物組成。初始硬度決定于殘留奧氏體量的多少，殘留奧氏體的數量決定著韌性，對模具零件而言，韌性是十分重要的。
和其他高合金模具一樣，高速工具鋼淬火后應立即回火。W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2、6W6Mo5Cr4V可以在空氣爐或熔融鹽、堿浴中，于550～580℃之間進行回火，W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2的硬度可達62～66HRC，6W6Mo5Cr4V的硬度可達58～63HRC。回火使高速鋼發生典型的二次硬化現象而硬度略有升高。模具零件的回火溫度應略高于二次回火硬化溫度，W6Mo5Cr4V2鋼的回火溫度可取600～620℃，以達到強韌化的目的。
回火可顯著改善韌性，且對耐磨性沒有不利影響，從而改善高速鋼模具零件的使用性能。高速鋼至少要進行兩次回火，鈷高速鋼至少要三次回火，超硬高速鋼要回火四次，每次回火的保溫時間不得低于1h，每次都要冷卻到室溫后才能進行下一次回火。回火的作用是消除應力，降低硬度，而超細微的特種碳化物析出又使硬度上升。在達到一定的臨界碳化物狀態后，硬度又下降。碳化物的析出使殘留奧氏體的合金化程度降低，碳化物析出是從回火溫度冷卻時部分殘留奧氏體轉變為馬氏體的先決條件。
冷處理或深冷處理的目的也是提高耐磨性。深冷處理能提高耐磨性的原因是由于部分殘留奧氏體轉變成馬氏體或貝氏體，并有特殊碳化物彌散析出，但仍留有少量殘留奧氏體。提高了強韌性綜合性能，從而提高了模具壽命。
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