Tempo de arrefecimento é o tempo desde a conclusão da compactação até à extração. Normalmente, o material na secção central de uma parede de uma peça alcança a sua temperatura de congelamento (ponto de amolecimento Vicat) e torna-se sólido durante o tempo de arrefecimento. O tempo de arrefecimento normalmente representa 80% do tempo total de ciclo.
Os dois fatores principais que afectam o tempo de arrefecimento são a temperatura do fundido e a temperatura de molde. Ambos podem necessitar de ser otimizados para obter uma peça de alta qualidade. Aumentando a temperatura de fundido ou do molde, aumenta o tempo de arrefecimento porque demora mais a camada solidificada a alcançar a espessura necessária.
Temperaturas de molde mais baixas resultam em tempos de ciclo mais curtos, o que leva a maior produtividade. O seguinte diagrama ilustra como o aumento da temperatura do molde aumenta o tempo de ciclo.
O tempo de arrefecimento aumenta rapidamente com a espessura da parede, é de evitar paredes espessas para manter um tempo de arrefecimento economicamente aceitável. A espessura da peça deve ser tão uniforme quanto possível. No diagrama seguinte, a peça à esquerda tem uma parede espessa. Esta peça irá demorar mais tempo a arrefecer do que a peça à direita