本发明公开了一种Gleeble热模拟试验机热压烧结模具，包括模芯及其两端的左模和右模，左模的左端与机械传动压头连接，右模的右端与承力压头连接，左模和右模上分别设置有左模凸块和右模凸块，模芯的内表面、左模凸块的右端面和右模凸块的左端面围成了装填粉料的型腔，模芯的内表面、左模凸块的右端面和右模凸块的左端面上均铺设有石墨纸。本发明的左模上连接机械传动压头，实现了热压烧结粉料的流动传质和致密化过程，达到了利用Gleeble热模拟试验机快速探明粉料热压烧结工艺的目的。本发明还公开了一种Gleeble热模拟试验机热压烧结模具的使用方法。本发明的使用方法简单，降低了成本和工业能耗，缩短了粉料的试验周期。