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。