工器三年夏五月，朱载钧遣使朝鲜，以「工器开光」为名邀朝鲜国王李峼赴京，于开城举办工器博览会，展现技术朝贡的诱惑。使者随船携带「工器样品箱」：熟铁锻造的「二牛抬杠」犁具（效率为朝鲜木犁三倍）、铅制防雹铃（可模拟雷声驱散积雨云）、水力纺车（一机顶五人手工）。朝鲜领议政尹元衡目睹铁犁破土如泥，私语左右：「此器若广用，我国粮赋可增三成。」与此同时，杨宗庆率工器监生在义州设「临时工坊」，为朝鲜边民修补农具，暗中传播「工器积分」制度：「助明军耕一亩田，得工器币一枚，可换铁刃农具。」半月内，义州百姓持币兑换者逾万，朝鲜朝堂震动，李峼被迫遣使赴京探虚实。
六月，明廷突然宣布调整釜山互市税则：凡朝鲜输入之马、纸、人参，关税减半；若以匠人、学徒抵税，可免关税三成。此「工器关税」政策直击朝鲜「士大夫轻技艺」之弊——两班贵族不屑为匠，底层却苦于农具粗劣。咸镜道匠人集团闻讯，自发组织「工器请愿团」赴汉城，要求赴明学习冶铁。李峼无奈，只得承诺「遣匠入明」，换取互市优惠。朱载钧趁机提出：「欲学工器，先修贡礼。」命礼部拟《工器朝贡仪典》，规定朝鲜国王需亲率工匠百人、质子一名赴京，方赐「工器秘谱」。消息传到朝鲜，士林派分裂：领中枢府事沈贞主张「以技强国」，反对派金安国则称「屈从辱国」，两派在景福宫激烈辩论，竟至挥笏相向。
七月，明军以「剿匪」为名，在鸭绿江畔演练铅铃阵，形成军事威慑的隐喻。三千铅铃按《乐律全书》十二律吕排布，敲击时可模拟万马奔腾之声。朝鲜斥候回报：「明军火铳射程达三百步，铅铃响处，山林震动，鸟兽皆惊。」李峼登平壤城远眺，见明军工器卫所的蒸汽磨坊（实为牛力驱动）浓烟滚滚，误以为「神火煮铁」，回宫后夜不能寐。与此同时，青禾率队在中朝边境勘探铁矿，以「工器洛阳铲」掘出露天矿脉，就地设立「中朝工器合营」——朝鲜提供劳工，明朝传授炒钢法，所产熟铁半数输朝，半数留作「卫所屯田之用」。李峼得知铁矿收益将用于明军驻屯，惊觉边境已被工器势力渗透，急召群臣商议对策。
八月，朝鲜咸镜道爆发农民起义，起义者手持明制铁刃农具，打出「工器利民」旗号，引发汉阳宫变与亲工器派的崛起。李峼怀疑起义背后有明军支持，急派世子李峘赴京谢罪。朱载钧趁机册封李峘为「工器监丞」，赐「工器质子印」，命其入南京工器监学习——此乃仿明代「质子入侍」制度，实则将朝鲜储君纳入工器体系。与此同时，杨宗庆策动朝鲜匠人成立「百工社」，以《工器启蒙》为教材，秘密教授齿轮原理、矿石冶炼。百工社成员在汉阳（今首尔）铁器铺打出「工禾纹」标记，竟成风尚。士林派领袖沈贞借机上表：「夫工器者，富国之本，愿效大明，设工器衙门，迎工器天子训示。」李峼迫于压力，终于下诏「亲率百工，入朝问器」。
九月，李峼率使团抵京，朱载钧在午门设「工器殿试」考校朝鲜工匠，完成质子的成人礼。试题为「以铁铸钟，兼防霜露」，朝鲜匠人因不知「松脂涂铁防锈」之法，半数交白卷。反观明朝匠户之子，从容以熟铁铸钟，表面涂覆橡胶树汁（熬炼工艺），经三日霜露考验仍光亮如新。李峼羞愧难当，主动提出「岁贡铁材三万斤，换工器技师十名」。朱载钧趁机宣布：「朕将在开城设『工器都护府』，以朝鲜世子为都护同知，赐铁券、工器律法。」同时展示「工器地图」：鸭绿江畔已标注十三处屯田卫所，每所驻匠人五百，兼事冶铁与纺织。李峼惊见大明势力已深入朝鲜腹地，却不得不叩首谢恩——此「工器都护府」虽挂朝鲜国号，实则由明军工器监直接管辖。
十月，朱载钧与李峼在紫禁城签署《工器同盟条约》，标志东夷工器同盟成立与实质统治的完成。条约规定：朝鲜废「匠籍」，允许工器监生自由执业；开放咸镜道铁矿，由中朝合办；朝鲜王子需入明学习工器，成年后方可继位。作为交换，明朝赐朝鲜「工器秘谱」（实为《天工开物》简编）、防雹铃千枚、铁制火铳百支。签约当日，朝鲜使团参观尚工局，见拆分机吞吐打孔纸卷，匠人以算珠帕校准火铳镗孔，李峼叹谓：「我国所谓『格物』，竟不及大明匠人之手艺万分之一。」回国前，他在《朝鲜工器志》写下：「欲保社稷，非附大明工器不可。」其随身携带的铅制火铳，枪托处已刻上工禾纹与朝鲜王室徽记——这柄火铳日后将成为朝鲜「工器改革」的象征。