Изобретение относится к области машиностроения, а именно к упрочняющей обработке наплавленной быстрорежущей стали на поверхности заготовки, применяемой для изготовления инструмента повышенной стойкости. Для повышения твердости наплавленной быстрорежущей стали и эксплуатационной стойкости наплавленного инструмента и дополнительного упрочнения мартенсита высокодисперсными карбидами осуществляют поверхностное пластическое деформирование наплавленной стали, охлаждение и отпуск, при этом поверхностное пластическое деформирование проводят во время охлаждения после наплавки наплавленного металла в температурном интервале от (Мн+80)°С до 60°С, где Мн - температура начала мартенситного превращения наплавленной быстрорежущей стали, отпуск выполняют однократным при температуре 520-540°С с выдержкой в течение 20-40 мин. 1 табл., 2 пр.