表面热处理是只加热模具表层，以改变其表层力学性能的金属热处理工艺。经处理后的工件，内部的组织和性能不发生改变，整体仍具有良好的塑性和韧性，而表面确可达到较高的硬度、耐磨性，模具的抗疲劳强度、抗腐蚀性和抗咬合性、冲击能力均得到提高。
模具表面强化处理工艺分为表面淬火和化学热处理两大种类。根据加热方法不同，表面淬火又可分为感应加热（高频、中频、低频）表面淬火、火焰加热表面淬火、激光加热表面淬火、电接触加热表面淬火、电解液加热表面淬火等。模具加工应用最多的为火焰加热表面淬火。根据渗入元素的不同，化学热处理可分为氮化法（QPQ处理盐浴氮化l）、电火花表面强化法、渗硼法、渗碳法、TD法（TD处理）、CVD法、PVD法（HKS-G处理）、渗硅、碳氮共渗、铝铬共渗等。
TD热处理（热扩散法碳化物覆层处理）：将工件置于添加有扩散元素的硼砂浴中，在工件表面形成V、Nb、Cr、Ti等碳化物覆层，通过高温扩散作用于工件表面，形成一层5～15μm的金属碳化物覆层，该覆层具有极高的硬度（Hv可达2500～3600左右）和耐磨性。
HKS-G处理：HKS-G涂层技术作为世界尖端PVD涂层技术，优势在于适用强度在590MPa及以上的高强度、超高强度钢板冲压场合，有优异的使用寿命。深圳市和胜金属技术有限公司目前引进的“HKS-G涂层”技术项目，在世界上处于领先地位，与同类企业相比，技术领先一代。该项目2017年3月由深圳工厂引进第一台设备，目前已经开始量产，服务全国汽车冲压模具客户。
模具表面处理有哪些？
| TD-VC | TBS-1500 | CVD | PVD | Cr电镀 | QPQ | |
| 皮膜种类 | VC | Fe-B | TiC | TiN, CrN | Cr | Fe-N |
| 皮膜硬度(HV) | 3,000 | 1,200～1,700 | 2,300～3,800 | 2,000～2,300 | 900～1,000 | 900～1,000 |
| 皮膜厚度(μm) | 3～15 | 10～100 | 3～15 | 1～5 | 20～50 | 10～20 |
| 处理法 | 熔融盐浸渍 | 熔融盐浸渍 | 气体中加热 | 氮气中放电 | 水溶液中电解 | 熔融盐浸渍 |
| 处理温度(℃) | 900～1,000 | 900～1,000 | 900～1,000 | 400～600 | 50～80 | 500～600 |
| 基材变形 | × | × | × | O | ◎ | O |
| 基材/皮膜密着度 | ◎ | ◎ | O | × | × | △ |
| 耐磨性 | ◎ | O | ◎ | △ | △ | △ |
| 耐热性 | △ | ◎ | △ | × | × | O |
| 应用领域 | 汽车行业 | 农用机械 石油化工 | 成本较高，应用较少 | 刀具、工具、高精密模具 | 有污染，逐步被淘汰 | OA部品、塑胶模具 |
