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. Os principais resultados mostram que o tratamento duplex simultâneo a 400°C por 4 horas (DS400-4H) apresentou o melhor desempenho geral, combinando alta adesão (HF1), menor volume de desgaste e perfil de dureza uniforme, ideal para aplicações exigentes em resistência ao desgaste. Por outro lado, temperaturas mais altas (450°C e 500°C) na nitretação e em tratamentos duplex resultaram em camadas mais espessas, mas com menor adesão e maior rugosidade. Para tratamentos duplex com deposição de TiN, tempos moderados (2-3 horas) foram mais eficazes, oferecendo boa resistência ao desgaste e menor rugosidade.