本发明公开了一种基于传动轴的渗碳淬火分段热处理系统及其处理方法，包括底板以及通过支撑腿固定连接于底板顶部的支撑架，支撑架顶部的一侧固定连接有加热箱，本发明涉及传动轴热处理技术领域。该基于传动轴的渗碳淬火分段热处理系统及其处理方法，通过对传动轴在淬火时进行分段式预热和加热处理，可精确控制淬火时的温度范围，保证了传动轴的淬火质量，同时利用余热收集机构将传动轴预热以及冷却时产生的余热进行收集并且输送至加热箱内部，便于后续传动轴的热处理工作，节约了电力能耗，符合节能环保的需求，同时采用放置机构的设置可对多个传动轴进行稳定放置，且淬火预热完成后可统一进行拿取，减轻了人员工作强度。