本实用新型公开了一种汽车小零件表面硬化处理装置，涉及汽车零件处理技术领域，包括渗碳罐和与渗碳罐相连通的处理罐，所述渗碳罐上方设置有罐盖，渗碳罐和罐盖通过固定螺钉相固定，罐盖上设置有真空泵、渗碳气体喷入口和压力计，渗碳罐侧壁和底部设置有一层加热层，加热层外部包裹一层保温层，处理罐包括上端设置淬火室，下端设置冷却室，淬火室上端中央设置有设置有转动轴，转动轴两侧对称设置有刮板，淬火室顶部设置有螺旋连接管，淬火室通过底部一侧设置的落料口与冷却室相连通，冷却室两侧分别设置抽气泵和冷风机与冷却室内部相连通。本实用新型使结构简单，操作方便，能够高效的对汽车小零件进行性表面硬化处理，适合推广使用。