科技部国际科技合作重大项目、国家自然科学基金项目等项目支持下，中国地质大学（北京）工程技术学院对机械零件表面深层改性减摩耐磨技术进行了系统、深入研究，获得/申请国家发明专利12项，发表SCI收录论文50余篇，获得省部级科技奖励2项。 引进了金属零件表面深层大功率离子注入表面改性设备核心组件技术，试制出适合金属零件表面深层表面强化的强流等离子体表面改性沉积设备，利用试制的设备采用热阴极增强闭合场非平衡磁控辉光放电获得强流等离子体，进行强流离子注入时在0.3 Pa放电电压下到达工件表面的离子束流可达6 A以上，适用于金属零件强流离子束表面改性工艺。引进了超声波表面纳米化预处理核心组件，利用引进的核心组件和国内主体设备试制了金属零件表面深层大功率离子注入独特的预处理设备，并获得了多种钢材、铝合金、钛合金的优化预处理工艺，获得了硬化层深度超过400 mm、表面晶粒尺寸为20 nm的表面改性层。利用超声波表面纳米化预处理显著促进了氮在强流离子注入过程中的扩散和氮化物弥散析出，增大了表面改性层的深度和表面硬度，改善了表面改性层与基体的结合力和耐磨性，开发出优化的适合金属特种机械零件深层表面强化技术的超声波表面纳米化预处理/强流氮离子注入复合表面改性技术，制备的表面强化层深度超过400 mm、结合力超过100 N（划痕法）、表面硬度达1350 HV，显著改善了机械零件耐磨性，最佳优化条件下试样与GCr15钢球对磨时的磨损率低于1×10-16 m3/Nm。