本发明公开了一种微纳嵌套颗粒熔融自结合表面改性设备,包括工作台;颗粒溶液混合循环容器,安装于所述工作台并用于混合纳米颗粒溶液;加工槽,安装于所述工作台并用于放置待加工金属工件;输液装置,用于向待加工金属工件表面输送纳米颗粒溶液;真空加热装置,安装于所述工作台,并用于加热待加工金属工件以熔融其表面的部分纳米颗粒;集成控制柜,内部设置有控制器,所述控制器通信连接并控制所述颗粒溶液混合循环容器、所述输液装置和所述真空加热装置。使熔点较低的牺牲颗粒处于熔融状态,熔融的颗粒包裹或者粘连到另一种改性颗粒和金属工件表面,增加金属工件与微纳颗粒的结合力,利用改性颗粒本身的特点,进而使金属表面得到亲疏水微织构。