Sim, esta é uma maneira possível de fazer isso. Eu recomendaria contra isso embora. O cabeçalho do IPv6 é maior que o do IPv4, portanto a conversão aumentará o tamanho do pacote. Os pacotes IPv6 ficam fragmentados e o desempenho cai. Mesmo que a fragmentação seja impedida (TCP MSS, reduzindo o IPv4 MTU), a implementação do NAT64 pode criar fragmentos atômicos.
Infelizmente, alguns dispositivos têm problemas ao processar fragmentos ou bloqueá-los. Você poderia dizer que esse é o problema deles, não o seu problema, você ainda pode querer levar isso em conta.
Se você tiver escolha, eu usaria um proxy de pilha dupla em vez de NAT.