近年来，由于汽车、家电等制造行业的迅速发展，为模具制造业带来了巨大的机会，同时也存在着很多的挑战，表现在国产模具材料在品种、质量、性能等方面与国外相比存在较大差距，严重限制了制造业的进一步发展。因此，我们不仅要加大新型模具材料的研发力度，还要对现有模具材料进行工艺方面的改进，基于此我们进行了本文的研究工作。我们采用单因素分析法对铸造5Cr5MoV试验钢进行成分优化试验，同时对Cr12Mo1V1和Cr5Mo1V两种常用冷作模具钢及新型5Cr5MoV模具钢进行了热处理工艺优化试验，对Cr12Mo1V1尝试采用高温处理工艺改变其网状碳化物形态。根据材料相变温度结果及相关技术数据制定不同的退火、淬火、回火工艺，对比分析不同工艺条件下的试验材料的组织及硬度、强度等性能的变化，通过寻找组织与性能的最佳匹配来判定工艺及合金成分的合理性，完成5Cr5MoV试验钢的成分优化设计及三种模具钢的热处理工艺试验。试验结果表明，经成分优化后的新型5Cr5MoV冷作模具钢具有较高的强度及韧性配合，拥有更少的合金元素使用量，意味着成本的降低；铸造Cr12Mo1V1和Cr5Mo1V模具钢也均达到了较高的强度，但脆性较大。等温球化退火后获得了较理想的退火组织，淬火后在二次硬化温度回火获得了最大硬度，但铸态原始组织中存在的偏析等缺陷在热处理后仍会保留下来，因而对试验材料的强韧性产生了不利影响，限制了试验材料性能的发挥。Cr12Mo1V1的高温处理工艺对于改变网状碳化物形态有明显作用，但由此带来的组织粗化等问题使得其强韧性没有提高。经成分及热处理工艺优化的试验材料获得了较理想的强度、硬度性能，在实际使用中会在降低制造成本、缩短工艺周期方面取得进步，当然试验材料在更好的强韧性配合方面还需要更多的工艺试验来实现。