本发明为一种金刚石颗粒簇均匀排列的金刚石增强耐磨层，包括均匀分布的金刚石颗粒簇和合金层，其中金刚石颗粒簇为金刚石颗粒在Z方向按照沙漏状排布。制备时，先对待增强基体材料表面进行除油、喷洒处理，在其表面刷涂粘结剂，先在表面喷洒大颗粒金属合金颗粒达最密排列，然后在表面喷洒金刚石颗粒，使金刚石颗粒填充大颗粒金属合金颗粒的间隙，去除表面多余的金刚石颗粒，在表面刷涂粘结剂，再次喷洒小颗粒金属合金颗粒达最密排列，最后利用真空设备将金刚石颗粒和合金颗粒与待增强材料熔合，形成金刚石颗粒增强耐磨层。本发明设计科学，技术方案简单易行，金刚石颗粒簇均匀排列的金刚石增强耐磨层的耐磨性可提升5倍以上。