本发明涉及铁路货车车轴生产技术领域，具体涉及一种铁路货车车轴的热处理工艺方法。所述热处理工艺方法，包括如下步骤：将所述车轴进行第一次正火，所述第一次正火的保温温度高出所述车轴的Ac3温度100℃～120℃，使所述车轴的奥氏体均匀化；将所述车轴进行第二次正火，所述第二次正火的保温温度高出所述车轴的Ac3以上10℃～30℃，使所述车轴在奥氏体化时形成细小的奥氏体晶粒；将所述车轴进行回火，消除所述车轴的内应力。本发明的热处理工艺中第一次正火采用的保温温度使车轴得到更均匀的组织形态，从而提高了车轴的透声性能，又保证得到均匀细化的铁素体和珠光体组织及良好的力学性能。