本发明公开一种反复多层卷弯强变形模具及其使用方法,包括夹头和卷辊,夹头内设有矩形槽一,板材的一端固定在矩形槽一内;卷辊的外周平行于轴线开设有矩形槽二,板材的另一端固定在矩形槽二内。首先用夹头将板材一端固定,板材的另一端固定在卷辊上,夹头提供拉力将板材拉直。卷弯时卷辊先正向旋转,板材发生弯曲塑性变形覆盖在卷辊上。当板材正向卷弯完成时,卷辊反向旋转,同时夹头提供拉力,将板材展开,展开后卷辊继续旋转,使板材反向卷弯塑性变形。正向卷弯与反向卷弯为一个道次,重复上述动作,直到将板材反复卷弯到规定道次。通过反复多层弯曲,本发明可以实现整个板材的大应变量变形,从而有效细化晶粒,提高板材力学性能。