本发明公开了一种双面对顶板材表面梯度变形装置，包括机架，在机架上设有板材传送机构和表面梯度变形机构，表面梯度变形机构为二个且对称设在机架中部位于板材传送机构的上下两侧；所述表面梯度变形机构包括水平安装在机架上的二根导向柱和一根可旋转的丝杠，丝杠位于二根导向柱之间且一端由机架一侧穿出，用于连接动力源驱动该丝杠旋转；二根导向柱上通过滑动间隙配合安装有一块滑动板，所述丝杠穿过滑动板并通过螺纹连接；在滑动板上沿纵向安装有高频气缸，高频气缸的活塞杆一端安装有合金头并指向放置在板材传送机构上的待加工板材。该装置适用范围广，可以实现板材双面同时梯度变形，有效改善板材表面性能，便于板材进行后续的渗氮工艺。