本发明公开了一种切削刀具用含钴高速钢的热处理方法，其特征是先用超音速颗粒轰击在高速钢表面形成高密度位错，利用高密度位错提供的新相形核场所，促进M2C碳化物的分解，实现晶粒细化和球化，经过淬火和两次回火后再通过短时多次的液氮‑室温冷热循环处理进行钴相马氏体转变和残余应力状态调控。本发明克服了传统的淬火‑回火处理技术存在的问题，实现了尺寸小，数量大，球形度高的碳化物和含钴高速钢的高性能化，可用于先进机械制造中的丝锥、车刀、铣刀、拉刀、钻头等切削刀具的制造。