塑料模具成形零件采用滲碳鋼的目的在于采用冷擠壓成形，以加快制造周期和降低加工成本，所以采用塑性變形抗力很小的鋼種，ω（C）為0.10%左右，軟化退火后硬度≤160HBW，復雜型腔≤130HBW，然后再通過滲碳淬硬提高使用性能，滿足零件服役需要。要求耐磨受沖擊大的塑料模具零件，要求表面硬而心部韌，通常采用滲碳鋼制造。一般滲碳零件可以采用結構鋼類的合金滲碳鋼，其熱處理工藝與結構零件的基本相同。對于表面質量要求很高的塑料模具成形零件，宜采用專門用鋼。但是滲碳淬火工藝復雜、周期長、能源消耗大、成本高，并且可能造成變形、開裂或滲碳層碳含量過高而使碳化物成網狀及粗大等種種熱處理缺陷，以及后續磨削加工的磨削裂紋等。
為使塑料模具有良好的拋光性和鏡面質量，成形零件采用低碳冷擠壓鋼滲碳工藝，必須保證成形面有良好的表面質量，滲碳層的碳含量，碳化物的形態、數量、大小、分布要嚴格控制。滲碳層表面碳含量控制在共析成分為佳，取ω（C）為0.7%～0.9%。碳化物應細小均勻；無晶內氧化；無過量的殘留奧氏體以及其他組織缺陷。當壓制硬性塑料時滲碳層厚度為1.1～1.3mm；壓制軟性塑料時，滲碳層厚度為0.7～1.1mm；帶尖角、薄邊等模具，滲層為0.3～0.6mm。
滲碳溫度常規取900～930℃。滲碳工藝以采用分級滲碳工藝為宜（即采取強滲、擴散兩階段法），也可采用840～860℃的中溫碳氮共滲工藝。淬火溫度由于不同鋼號、合金元素含量不同頁有差異。按鋼種不同，滲碳后可分別采用：重新加熱淬火（淬火溫度840～860℃）；滲碳后預冷到840～860℃直接淬火（如合金滲碳鋼）；中溫碳氮共滲后直接淬火；滲碳后空冷淬火。回火溫度根據硬度要求，一般鋼種取175～260℃。
非冷擠壓成形的低碳塑料模具鋼（如SM3Cr2Mo）也可以滲碳，滲碳溫度為870～900℃，淬火溫度為815～870℃，油冷，回火溫度一般取175～260℃，表面硬度可達58～64HRC，若回火溫度取480～595℃，硬度為28～37HRC。