Faits:
A. A.a B._, ressortissant portugais, a été mis au bénéfice d'une demi-rente d'invalidité à partir du 1er février 1989, fondée sur un taux d'invalidité de 50 % (décisions du 9 septembre 1991). L'administration s'était fondée sur les rapports des docteurs D._ (du 25 janvier 1991), C._ (du 2 mai 1991) et sur une expertise du Centre médical d'observation de l'assurance-invalidité, à Lausanne (du 22 mars 1990), selon lesquels le prénommé présentait notamment un status après ostéotomie de valgisation et dérotation de la hanche gauche en octobre 1984 pour séquelles d'épiphysiolyse, une coxarthrose gauche assez importante, des lombalgies et un état dépressif réactionnel. Selon les médecins prénommés, ces atteintes empêchaient B._ d'exercer son activité d'aide-marbrier, mais il disposait toutefois d'une capacité de travail de 50 % dans une activité adaptée (soit exercée en position assise avec une chaise haute ne nécessitant pas une flexion de la hanche supérieure à 60°).
De retour dans son pays d'origine, B._ a présenté une demande de révision datée du 22 juillet 2000 à l'Office de l'assurance-invalidité pour les assurés résidant à l'étranger (ci-après : l'office AI), qui l'a rejetée. Le 17 juillet 2002, il a à nouveau présenté une telle demande sur laquelle l'office AI n'est pas entré en matière (décision du 13 décembre 2002).
A.b Saisie d'un recours de l'intéressé contre cette décision, la Commission fédérale de recours en matière d'assurance-vieillesse et survivants pour les personnes résidant à l'étranger (ci-après : la Commission) a annulé celle-ci et renvoyé la cause à l'administration pour qu'elle mette en oeuvre notamment une expertise orthopédique et psychiatrique (jugement du 25 août 2003).
A cette fin, l'office AI a confié au docteur W._, spécialiste en chirurgie orthopédique, ainsi qu'au docteur V._, psychiatre et psychothérapeute, une expertise dans leur domaine respectif de spécialisation. Le docteur W._ a examiné l'intéressé le 27 avril 2004. Le surlendemain, B._ a informé l'office que l'expert s'était montré désagréable et avait tenu des propos déplacés à son égard, de sorte qu'il demandait sa récusation et la mise en oeuvre d'une nouvelle expertise. Invité par l'administration à se prononcer sur le contenu du courrier de l'assuré, le médecin a expliqué, le 11 mai 2004, comment s'était déroulé l'expertise, ainsi que certains termes qu'il avait employés durant l'examen. Le même jour, il a rendu son rapport dont il ressort, en substance, que la capacité de travail résiduelle de B._ était toujours de 50% dans une activité adaptée. De son côté, le docteur V._ n'a retenu aucun trouble psychique limitant la capacité de travail de l'expertisé (rapport du 11 mai 2004).
Après avoir soumis le dossier à la doctoresse H._, de son service médical (avis du 16 juin 2004), l'office AI a rejeté la demande de révision, au motif que le degré d'invalidité présenté par l'intéressé ne s'était pas modifié (décision du 21 juin 2004). Saisi d'une opposition, il a maintenu sa position par décision (sur opposition) datée du 11 février 2005.
B. B._ a déféré cette décision à la Commission qui l'a débouté par jugement du 29 août 2005. En substance, elle a rejeté le grief de prévention invoqué par l'intéressé à l'égard du docteur W._, faute de preuve des allégations avancées. Elle a par ailleurs nié que l'état de santé du recourant avait subi une aggravation, si bien que la demande de révision du 17 juillet 2002 devait être rejetée.
C. L'intéressé interjette un recours de droit administratif contre ce jugement dont il demande l'annulation, en concluant au renvoi de la cause à l'office AI pour la mise en oeuvre d'une nouvelle expertise orthopédique.
L'office AI conclut au rejet du recours, tandis que l'Office fédéral des assurances a renoncé à se déterminer.

Considérant en droit:
1. La loi fédérale du 16 décembre 2005 modifiant la loi fédérale sur l'assurance-invalidité est entrée en vigueur le 1er juillet 2006 (RO 2006 2003), apportant des modifications qui concernent notamment la procédure conduite devant le Tribunal fédéral des assurances (art. 132 al. 2 et 134 OJ). Toutefois, le présent cas n'est pas soumis au nouveau droit, du moment que le recours de droit administratif a été formé avant le 1er juillet 2006 (ch. II let. c des dispositions transitoires relatives à la modification du 16 décembre 2005).
2. Le jugement entrepris expose correctement les dispositions légales et les principes jurisprudentiels applicables au présent litige. Il suffit donc d'y renvoyer.
3. Comme il l'a fait au cours de la procédure administrative et en première instance, le recourant soulève le grief de prévention à l'égard du docteur W._, commis comme expert par l'office intimé. Il soutient que le médecin lui aurait dit lors de l'examen du 27 avril que les «gens qui n'ont rien ne doivent pas demander de l'argent à l'AI qui n'en a plus» et l'aurait interpellé par le terme «mon ami», en précisant que «pour ce qui est de votre hanche, vous n'êtes pas encore sur la jante, il y a encore du pneu». De l'avis du recourant, ces propos seraient de nature à mettre en doute l'impartialité de l'expert, en ce sens qu'ils refléteraient l'opinion préconçue du praticien et exprimeraient une familiarité entre le médecin et la personne sujette à l'expertise qui nuirait à une appréciation objective du cas et créerait des tensions inutiles entre eux.
4. 4.1 Un expert passe pour prévenu lorsqu'il existe des circonstances propres à faire naître un doute sur son impartialité. Dans ce domaine, il s'agit toutefois d'un état intérieur dont la preuve est difficile à rapporter. C'est pourquoi il n'est pas nécessaire de prouver que la prévention est effective pour récuser un expert. Il suffit que les circonstances donnent l'apparence de la prévention et fassent redouter une activité partiale de l'expert. L'appréciation des circonstances ne peut pas reposer sur les seules impressions de l'expertisé, la méfiance à l'égard de l'expert devant au contraire apparaître comme fondée sur des éléments objectifs (<ref-ruling> sv. consid. 3b/ee, 123 V 176 consid. 3d et l'arrêt cité; VSI 2001 p. 109 sv. consid. 3b/ee [I 128/98]; RAMA 1999 n° U 332 p. 193 consid. 2a/bb et les références). Tel est par exemple le cas lorsque l'expert n'a pas rédigé son rapport de façon neutre et objective.
4.2 Contrairement à ce que soutient le recourant, la déclaration selon laquelle l'assurance-invalidité ne dispose pas de ressources financières pour des gens «qui n'ont rien» - à supposer qu'elle eût été prononcée par le docteur W._ - ne suffit pas pour admettre une apparence de prévention. Il s'agit en effet d'une affirmation d'ordre général sur la situation financière précaire de l'assurance-invalidité qui n'est pas dirigée contre la personne du recourant, même si elle peut, dans le contexte de l'examen, être ressentie de manière négative par celui-ci (cf. <ref-ruling> consid. 2d). Quant au ton familier que le médecin aurait, aux dires du recourant, usé avec lui en l'appelant «mon ami» et en parlant de sa hanche comme d'une «jante sur laquelle il n'est pas encore», l'expert s'en est expliqué au cours de la procédure administrative, en indiquant qu'il utilisait souvent la métaphore d'une roue de voiture pour parler de l'articulation sphérique de la hanche, le cartilage articulaire cotyloïdien pouvant alors être comparé à un pneu et l'os sous-jacent à une jante, afin d'expliciter le fonctionnement de la hanche et le stade de l'usure présenté par le patient (courrier du 11 mai 2004 à l'office intimé). On ne saurait donc voir dans l'emploi de cette image, pas plus que dans l'interpellation familière, une apparence de prévention. Si l'expert doit veiller à adopter un comportement neutre lors de l'examen (voir Jacques Meine, L'expert et l'expertise - critères de validité de l'expertise médicale, in : L'expertise médicale, Genève 2002, p. 16), l'utilisation des termes «mon ami», même si elle n'est pas des plus heureuse, ne permet pas à elle seule de considérer que le docteur W._ se serait départi de la distance nécessaire pour accomplir la mission dont il avait été chargée.
En ce qui concerne l'expertise comme telle, elle a été rédigée de manière objective et nuancée; sa forme et sa rédaction ne sont du reste pas remises en cause par le recourant. L'expert explique de manière convaincante et sur un ton neutre les raisons qui le conduisent à retenir que la capacité de travail résiduelle du recourant n'a pas changé par rapport à la situation qui prévalait au moment de la décision initiale portant sur l'octroi d'une demi-rente d'invalidité. En l'absence de motifs justifiant objectivement d'admettre le grief de prévention soulevé par le recourant, et dès lors que l'expertise remplit les critères posés par la jurisprudence pour lui reconnaître une pleine valeur probante (cf. <ref-ruling> ss consid. 3), les premiers juges étaient fondés à en suivre les conclusions pour retenir l'absence d'une modification de la capacité résiduelle de travail et, partant, du taux d'invalidité au sens de l'<ref-law>. Le recourant ne conteste du reste pas l'appréciation de l'autorité de recours de première instance sur ce point, laquelle explique de façon circonstanciée les motifs qui l'ont conduite à ne pas retenir une aggravation de l'état de santé du recourant (consid. 7a à 7c du jugement entrepris); on peut donc renvoyer aux considérants des premiers juges pour le surplus.
Il s'en suit que le recours est mal fondé.

Par ces motifs, le Tribunal fédéral des assurances prononce:
1. Le recours est rejeté.
2. Il n'est pas perçu de frais de justice.
3. Le présent arrêt sera communiqué aux parties, à la Commission fédérale de recours en matière d'AVS/AI pour les personnes résidant à l'étranger et à l'Office fédéral des assurances sociales.
Lucerne, le 25 août 2006
Au nom du Tribunal fédéral des assurances
Le Président de la IVe Chambre: p. la Greffière: