合金模具钢：由于碳素模具钢的淬透性差、淬火变形大、回火稳定性差等缺点，制造形状比较复杂、精度比较高、截面比较大的模具，一般采用合金模具钢。
合金冷作模具钢：冷作模具钢是应用广泛的模具钢类，有时还用于制造工具。它主要用于制造下料、冲孔、冲压成形、拉伸、冷镦、压印、冷挤压、滚压等模具。合金冷作模具钢主要应具有下述性能，即良好的耐磨性，工作时保持锋利的刃口;淬火态有较高的硬度和一定的淬透深度;有较好的淬火安全性，热处理变形小，在复杂断面上不易淬裂;适当高的强度和韧性，工作时刃部不易崩裂或塌陷;较好的加工工艺性和成形性等。这类钢属于高碳合金钢碳含量一般在0.8%以上，此外含有铬、钨、钼、锰、钒等合金元素，根据合金元素含量范围，可以划分为如下几类钢种。
高碳低合金冷作模具钢：高碳低合金冷作模具钢是在碳素工具钢基础上适当加入铬、钨、钼、锰、硅、钒等合金元素（总含量一般在5%以下），以提高过冷奥氏体的稳定性，常用的钢号有 CrWMn、 9CrWMn、MnCrWV、Cr2、9Mn2V、9SiCr 等。
这类钢具有一定的裂纹敏感性，锻造加热不宜快，在箱式炉加热时ZUI好在 650~ 700℃进行预热。钢锭开坯时允许ZUI高加热温度为 1150℃，由坯成材时加热温度一般不超过1130℃，终锻温度在开坯时应大于 850℃，而成材时则应大于 800℃，锻后只有形状简单的小型锻件可以空冷，其余都应立即埋在热砂中缓冷。
经锻造缓冷后的坯料、钢材和锻件都必须在高于 A，以上的温度下进行退火处理以获得满意的组织和硬度。例如，为消除钢中的网状碳化物，除采用高温正火外，当网状碳化物轻微时也可以采用稍稍提高（10~20℃）退火温度的办法，并以适当的冷却速度进行缓冷。过高的退火温度和不当的冷却速度，有可能导致形成少量片状或网状碳化物。退火保温时间一般都在钢材表面与心部的温度一致后计算，生产中常采用 2~4h。退火的冷却条件对退火钢的硬度、组织和性能有一定的影响。如果冷却太快，钢中合金渗碳体来不及长大聚集，冷却下来的颗粒细小，而且还会出现部分的片状珠光体组织，致使球化不有效，且退火硬度较高，不易进行切削加工。若冷却过慢，合金渗碳体聚集长大、颗粒粗大或形成粗片状的珠光体，使退火硬度偏低，也不利于切削加工，且不利于以后的淬火和回火效果。在工业生产中，冷却速度常控制在不大于 30℃/h。
在淬火加热过程中，必须在钢的表面不被氧化和脱碳的环境下进行缓慢升温加热，并在 600~650℃保温一定的时间，以减少模具的变形或开裂。通常采用油冷，而对于形状复杂的模具可采用分级淬火或等温淬火的方法以减少淬火变形;钢在 M。点附近停留后，残余奥氏体增多。
高硬度条件下使用的冷作模具，般都要经过低温（150~200℃）回火处理，目的是为了在保持高硬度的情况下，消除部分淬火内应力，提高钢的强度和韧性。只有在要求较高的弹性或较大的动载荷下使用时，才提高回火温度（可到 300~350℃），但此时的硬度降低了。
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