本发明公开了一种制备纯镍N6棒材表面梯度结构的装置及制备方法，属于纯镍N6棒材制备技术领域，该装置包括装置本体，装置本体的顶部为上模板，上模板下方固定连接有上模固定板，上模固定板上固定连接有上模，上模的下方设置有挤压筒，挤压筒下部设置有挤压通道，挤压筒下部及挤压通道内的两边设置有两个对称的凹槽，挤压通道下方设置有出料通道，装置本体的底部为固定板，固定板上方固定连接有下模，本发明装置可以实现挤压和坯料表面材料大塑性变形同时发生的过程，从而制备纯镍N6棒材表面梯度结构，其表面硬度相对于内部硬度得到了显著的提高，得到了同一工件具有不同的力学性能，有效提高材料的综合性能。