工具鋼在最終熱處理之后大多處于高硬度和低韌性的狀態，因而冶金質量例如夾雜物的數量與形態、偏析與疏松等對于工具鋼使用性能的影響也就比較敏感。工具鋼的冶煉過程，除了保證鋼的成分必須符合要求之外，還應盡量降低鋼中有害元素、夾雜物和氣體的含量。鋼中有害元素和夾雜物的含量在隨后的熱加工和熱處理過程中是無法改變的。鋼中的氫不僅會引起氫脆，氫含量超過一定數值時還會產生白點，從而使整爐鋼報廢。
鋼的澆注過程也對鋼的質量有重大影響。鑄錠中的疏松與偏析很難借助以后的熱加工過程完全消除，并且增加了最終熱處理時產生缺陷（例如淬火裂紋）的危險。
鑒于以上原因，機器制造廠或工具制造廠在原材料進廠時必須認真地對材料質量進行嚴格的檢驗，杜絕成分出格和冶金缺陷超過規定標準的劣質鋼料流入生產線。
（1）鋼錠加熱
鋼錠脫模之后熱送至鋼錠加熱爐內進行加熱，使其處于高溫的塑性狀態，同時起著擴散退火的作用，能在一定程度上消除枝晶偏析。加熱溫度愈高，鋼的塑性愈好，擴散退火的作用愈顯著。但考慮到原始鋼錠中偏析的存在，有可能在工具鋼出現低熔點區，因此為了防止出現局部重熔（例如晶界，尤其是基個晶界相交的地方的局部重熔），鋼錠的加熱溫度不宜過分接近鋼的熔點。
（2）開坯
開坯是一個熱塑性成形過程，可以用鍛錘或水壓機鍛造，或者用初軋機軋制。一般而言，大型鋼錠大多采用鍛造方法開坯，小型鋼錠也可以用初軋機開坯。萊氏體工具鋼鍛造方法開坯有利于破碎氏體碳化物，獲得較好的碳化物分布。
終鍛（軋）溫度不宜過高，以免晶粒粗大和出現粗大網狀碳化物。終軋溫度太低則形變阻力太大，并有可能形成鍛造裂紋。綜合考慮這兩個因素，終鍛（軋）溫度最好選擇在800～900℃之間。
（3）開坯后的冷卻與等溫去氫
在終鍛（軋）溫度至略低于Acm至Ac1之間時，應進行較快的冷卻（單件空冷或風冷，必要時可用噴霧冷卻），其目的在于盡可能抑制網狀碳化物的形成。然而在較低的溫度下應該慢冷，以免造成較大的內應力而導致開裂。對于具有白點傾向的珠光體級和馬氏體工具鋼，在開坯后的冷卻過程中還必須完成去氫處理的任務。
（4）鋼坯加熱和軋制成材
某些大直徑的鋼材，開坯和軋制成材是連續進行的。而有些小規格的工具鋼型材，則需要將鋼坯重新加熱后再繼續軋制。為了節約能源，在條件許可的情況下可在終鍛后將鋼坯熱送至鋼坯加熱爐加熱。如因條件限制而必須待鋼坯冷下來之后再重新加熱，剛必須經過預熱階段。如果將冷的鋼坯直接送入高溫加熱爐內，會產生很大的熱應力而引起開裂，尤其是在冷態下（低于鋼的再結晶溫度時），熱應力引起開裂的危險性更大，因此，在600℃左右進行預熱是必要的。對于一些合金鋼尤其是高合金鋼的坯料，還需要增加一次預熱，第二次預熱溫度可略高于鋼的Ac1點。
鋼坯的加熱溫度可以略高于鋼錠的加熱溫度。因為在先前的加熱過程中鋼內的偏析得到改善，在再加熱過程中局部重熔的危險性減少。由于鋼坯的加熱溫度高于鋼錠的加熱溫度，固熔體內的擴散加快，而且在先前的開坯過程中偏析區沿著變形方向伸展，使擴散途徑大大縮短，因而擴散退火（均勻化）的效果更為顯著。
鋼的熱加工過程不單純是改變鋼材的形狀，加工過程能使疏松焊合，改變流線分布，對于萊氏工具鋼還起著破碎共晶碳化物的作用。鍛造比愈大，工具鋼的質量愈好。多方向反復拔長、鐓粗的“十字交叉”鍛造有利于改善碳化物偏析。高質量的鍛造將對鋼的使用性能和熱處理工藝性能有顯著的改善。終鍛（軋）溫度與終鍛（軋）后冷卻問題前面已有敘述。在終鍛（軋）溫度和終鍛（軋）后冷卻方式正確的情況下，可以防止出現網狀碳化物，這就可以將鋼材轉入球化退火的工序。
（5）球化退火
由于有些用戶直接用冶金廠供應的鋼材制造工具，因此鋼鐵廠在工具鋼鋼材出廠之前必須經過球化退火，并應保證球化組織的級別符合標準的規定。
冶金廠球化退火時如果條件許可，鋼材終鍛（軋）并經過600℃等溫去氫處理之后可以直接升溫到球化退火的奧氏體溫度，節能效果顯著。有些工廠在燃料爐中進行球化退火，鋼料直接暴露在燃燒產物中，這種氣氛中氧、二氧化碳和水蒸氣的含量都很高，具有氧化作用和脫碳作用。冶金廠球化退火處理時每爐的裝爐量都很大，因此透燒的時間都比較長，氧化和脫碳的問題就更加突出。
脫碳層的存在對于工具鋼的質量有不良的影響。在脫碳層的亞共析層和共析層中，滲碳體都是片狀的，這就使得這一層的可切削性能極壞，降低了工具制造過程中機械加工的生產率并增加了刀具的損耗。另一方面，經過機械加工后的產品表面萬一遺留脫碳層，將會嚴重降低工具的耐磨性，在脫碳表面層造成拉應力區，顯著降低疲勞壽命，并且增加淬火時表面形成裂紋的危險，所以在技術標準中對允許的脫碳深度有明確規定。冷軋和冷拔工具鋼鋼材表面不允許有脫碳層。
冶金廠的出廠檢驗和機器（工具）制造廠的原材料檢驗應包括工具鋼的化學成分、夾雜物、疏松、碳化物偏析、液析、網狀碳化物、球化級別和脫碳、貧碳層深度等項目。經過抽樣檢驗的鋼材應按爐號、分批號存放和管理。所有原材料進廠檢驗的結果，連同在投入制造后各道工序所進行的檢驗結果都應完整保存，使材料在進入到每一道工序時都能確切知道該批材料的質量情況，這是工具制造全面質量管理與控制的重要環節之一。
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