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脉冲高能量密度等离子体薄膜沉积技术具有束流强、功率密度和能量密度高,能够集高速淬火、溅射制膜和离子注入于同一过程,可大幅度提高基体的表面硬度、耐磨性及耐蚀性。等离子熔敷复合材料涂层技术具有能量利用率高、生产效率高、使用成本低等特点,制备的涂层组织均匀细小,具有典型的快速凝固特征,涂层与基体结合良好,耐磨损耐腐蚀。北京地区的地层主要是以软土及沙卵石地层为主,地铁施工过程中盾构刀具磨损严重,使用寿命较低,面对这一现实情况,本文分别采用脉冲高能量密度等离子体沉积薄膜技术和等离子熔敷耐磨耐蚀复合材料涂层技术对地铁施工用盾构刀具的刀刃及刀体易磨损面进行表面改性处理,用以提高刀具耐磨耐蚀性能,延长其使用寿命。采用脉冲高能量密度等离子体薄膜沉积技术在不锈钢及淬火高速钢基底表面沉积了Ta（C）N三元薄膜,对Ta（C）N三元薄膜的结构、表面形貌、纳米硬度及其元素沿深度分布进行了分析,并测试了薄膜的摩擦磨损特性。试验结果表明:Ta（C）N三元薄膜硬度高达14GPa,杨氏模量高达250GPa,薄膜和基底之间存在较宽的过渡层,保证了薄膜与基体的牢固结合,室温干滑动摩擦试验表明薄膜具有优异的摩擦磨损性能。采用等离子熔敷复合材料涂层技术在45#钢基体表面制备了（Cr,Fe）7C3/γ-Fe耐磨耐蚀复合材料涂层,分析了涂层的显微组织,测试了涂层的显微硬度和摩擦磨损性能及其耐腐蚀性能。结果表明:熔敷涂层平均显微硬度达820 HV,与基体相比,涂层的相对耐磨性提高约35倍,涂层耐蚀性能优异。按照优化的工艺参数,采用脉冲高能量密度等离子体薄膜沉积技术在盾构刀具硬质合金刀头上沉积Ta（C）N三元薄膜;按照优化后的工艺参数及粉末成分配比,采用等离子熔敷复合材料涂层技术,在盾构刀具刀体易磨损面上制备了（Cr,Pe）7C3/γ-Fe耐磨耐蚀复合材料涂层。经这两种等离子体技术表面改性处理的盾构刀具在北京地铁十号线施工现场做了现场试验,结果表明,刀具的耐磨耐蚀性能显著提高,刀具的服役周期明显延长。