本发明公开了一种高碳钢销轴渗钒复合处理工艺,步骤如下:1)渗碳处理,渗碳温度:850~900℃,渗碳时间:30~60分钟;2)淬火,淬火后回火,回火后抛光;3)渗钒处理,渗钒温度:950~990℃,渗钒时间:6~8小时;4)等温盐浴淬火,淬火温度:290~350℃,淬火时间:30~60分钟。本技术方案通过在渗钒处理前对高碳钢销轴做渗碳预处理,使之可以形成较厚、致密并且牢固的渗钒层,避免了直接对高碳钢销轴做渗钒处理,渗钒层较薄、不够牢固、易脱离基体的问题;通过对渗钒处理后的钢销轴做等温盐浴淬火,避免了普通淬火,基体和渗钒层冷却收缩速度不同容易开裂的问题。