Este estudo analisa a modificação superficial do aço VP20TS, amplamente utilizado em moldes e matrizes, para melhorar a dureza e a resistência ao desgaste. Foram comparados três tratamentos: nitretação a plasma convencional, tratamento duplex com deposição de TiN após a nitretação e tratamento duplex simultâneo, no qual a deposição de TiN ocorre durante a nitretação. Parâmetros de temperatura e tempo foram ajustados, e as análises incluíram perfil de microdureza, microscopia óptica e eletrônica de varredura, ensaio de adesão, DRX, EDS e ensaios de desgaste microabrasivo. A nitretação convencional por plasma, em temperaturas e tempos maiores, gerou camadas endurecidas mais espessas e com maior resistência ao desgaste. O tratamento duplex apresentou menor resistência ao desgaste em comparação ao duplex simultâneo devido sua menor adesão, sendo as melhores condições para tempos menores. O tratamento duplex simultâneo a 400°C destacou-se pela camada mais uniforme, ótima adesão e menor volume de desgaste dentre todas as condições, se mostrando a melhor condição de tratamento testada.