工具鋼在淬火前必須進行預備熱處理，以消除應力，細化晶粒，為淬火做好組織準備。預備熱處理包括球化退火、去應力退火、正火、調質等。

(1)球化退火

工具鋼球化退火的目的是為了改善鋼材的加工性能，并為淬火做組織準備。退火后獲得球狀珠光體。退火方法有普通退火和等溫退火。

(2)去應力退火

其目的是為了消除冷變形產生的加工硬化和切削加工產生的內應力，以減少淬火時產生的畸變和開裂傾向。碳素工具鋼去應力退火溫度為600~700℃，合金工具鋼為650~700℃，保溫時間為0.5～3h。

(3)正火

對于因過熱而產生粗大晶粒和存在網狀碳化物的過共析鋼，為細化晶粒，消除網狀碳化物，應進行正火處理。鋼經正火后再進行球化退火。

(4)調質

其目的主要是細化組織，獲得中等大小的球狀碳化物，使淬火硬度控制在較小范圍內，減少淬火畸變，改善切削加工時的表面粗糙度。