O presente trabalho é composto por três artigos, subdivididos em três capítulos. O primeiro capítulo traz uma revisão bibliográfica da síntese de nitreto de titânio e dióxido de titânio por plasma em gaiola catódica em diversos substratos e relatos sobre o efeito dos parâmetros de processamento em sua eficácia geral, enfatizando os principais resultados obtidos por meio dos estudos já realizados sobre a técnica de deposição por plasma em gaiola catódica. O segundo apresenta uma análise comparativa da aplicação da nitretação por plasma convencional e em gaiola catódica nas propriedades superficiais do aço ferramenta AISI M2, evidenciando os resultados da aplicação dos tratamentos em uma ferramenta punção aplicada na fabricação de pregos. E, por fim, o terceiro capítulo, que traz como novidade um estudo sobre o efeito da deposição de um filme fino de nitreto de titânio por plasma em gaiola catódica sobre a superfície de uma amostra de aço AISI M2 pré-nitretada por plasma convencional, a fim de analisar a adesão e a resistência ao desgaste do revestimento formado. Este trabalho mostra a viabilidade da aplicação da técnica de nitretação por plasma em gaiola catódica em formar revestimentos em substratos metálicos e não-metálicos utilizados na indústria metal-mecânica e de semicondutores.