热作模具钢含有Cr、Mo、W、V等形成氮化物元素，渗氮后表面化合物层的硬度高于1000HV，扩散层的最高硬度也达到800HV以上。热作模具钢承受的冲击载荷低于冷作模具，因此热作模具渗氮后一般允许带着化合物层投入使用。化合物层有很高的耐磨性和低的摩擦系数，并能提高抗粘模的能力。由于化合物层的热导率很低，减少了工件向模具传播的热量，降低了模面的温度和温度变化的幅度。化合物层的这些特性有利于提高热作模具的使用寿命。用于压铸模时，渗氮化合物层还起到提高抗液体金属冲刷和抗粘模的能力。但是热作模具钢渗氮后化合物层很脆，所以厚度一般控制在3～6μm左右；承受冲击载荷较大的模具，宜控制在1～3μm；承受冲击载荷较低的模具，化合物层可在6～9μm或8～12μm范围选择。应根据使用和失效的方式，通过试验加以确定。