A utilização do aço VP20TS é bastante ampla dentro da indústria para fabricação de moldes visando a injeção de materiais não plásticos, para melhorar a resposta a texturização. Dentro do processo constante de melhoria desses aços a deposição de materiais por gaiola catódica tem se mostrado uma saída para a obtenção de propriedades que auxiliem na utilização desse aço. O presente trabalho visa analisar as modificações produzidas pela deposição de Nitreto de Nióbio via gaiola catódica no aço VP20TS. Dessa maneira, as amostras foram submetidas a tratamento duplex via gaiola catódica de Nióbio. O tratamento duplex foi utilizado em amostras que foram submetidas a processo de lixamento com granulometria de 800 e 1500 MESH, além de que os tratamentos foram realizados com temperaturas de 350ºC, 400ºC e 450ºC. Os resultados mais relevantes foram a formação de camadas de nitretos nas amostras submetidas a tratamento duplex em temperatura de 400º e 450ºC, aumento na dureza das amostras de mais de 200% que mostraram a formação de camada mais uniforme e aumento na resistência ao desgaste. Ademais, também houve a formação de NbN nas amostras submetidas a temperatura de 450ºC e menor volume de desgaste nas amostras de 400ºC e 450ºC. Dessa forma, o tratamento duplex via gaiola catódica de Nióbio se mostrou eficaz no aumento da resistência mecânica da superfície e da resistência ao desgaste para as amostras submetidas aos processos em 400ºC e 450ºC.