晋升为工部右侍郎后，李明远的职责范围更加广泛了，除了负责营缮、水利等工作，还参与到了兵器制造的相关事务中。明朝的火器制造在当时处于世界领先水平，但与现代火器相比，仍然存在很多不足，如射程短、精度低、装填速度慢等问题。
这一天，朱瞻基召集兵部和工部的官员，商议边患问题。明朝的北部边境一直受到蒙古部落的侵扰，虽然永乐年间朱棣多次亲征，沉重打击了蒙古部落的势力，但随着明朝军队战斗力的逐渐下降，蒙古部落又开始蠢蠢欲动，频频骚扰边境。
兵部尚书张本说道：皇上，蒙古部落骑兵骁勇善战，来去如风，我军的步兵和骑兵在边境作战时往往处于劣势。虽然我军装备了火器，但火器的射程和精度都有限，难以对蒙古骑兵造成有效的打击。
朱瞻基皱了皱眉，说道：难道就没有办法改进火器，提高我军的战斗力吗？他的目光落在了李明远身上，李爱卿，你擅长器物构造，不知你可有办法改进火器？
李明远心中一动。火器是现代战争的重要武器，他虽然不是武器专业的，但也对火器的原理和发展有所了解。他知道，明朝的火器主要是火铳和火炮，存在很多缺陷。如果能够对这些火器进行改进，无疑会大大提高明朝军队的战斗力。
李明远拱手答道：皇上，草民愿意尝试改进火器。经过草民的观察，我军现有的火铳和火炮存在射程短、精度低、装填速度慢等问题。草民认为，可以从以下几个方面进行改进：一是改进火药的配方，提高火药的威力；二是优化火器的枪管和炮管设计，采用膛线技术，提高火器的精度；三是改进装填方式，设计可拆卸的弹丸和药筒，提高装填速度。
朱瞻基和众官员闻言，都露出了惊讶的表情。膛线技术、可拆卸弹丸和药筒，这些都是他们闻所未闻的概念。张本疑惑地问道：李侍郎，你所说的膛线技术和可拆卸弹丸、药筒，究竟是什么东西？真的能够提高火器的性能吗？
李明远解释道：回张尚书的话，膛线就是在枪管和炮管的内壁上刻上螺旋状的纹路。当弹丸在枪管或炮管内发射时，膛线会使弹丸旋转，从而提高弹丸的稳定性和精度。可拆卸的弹丸和药筒，就是将火药和弹丸提前装在一个特制的筒子里，使用时直接将筒子装入火器中，点火发射即可，这样可以大大缩短装填时间。
朱瞻基听了，十分感兴趣：李爱卿，你有把握成功吗？需要多少时间和人力物力？
皇上，草民有八成把握。李明远信心十足地说道，所需时间大约三个月，人力物力方面，需要一些熟练的工匠和优质的金属材料。草民请求皇上允许草民在工部设立专门的火器改进工坊，由草民亲自负责。
朱瞻基当即批准：准奏！朕会下旨拨出专款，调派熟练工匠，全力支持你改进火器。希望你能够早日成功，为我大明军队增添利器！
得到皇上的批准后，李明远立即开始着手准备。他在工部后院设立了专门的火器改进工坊，挑选了一批技艺精湛的工匠，又从全国各地调集了优质的铜、铁等金属材料。
首先，李明远开始改进火药的配方。明朝现有的火药配方中，硝、硫、炭的比例不够合理，导致火药的威力不足。李明远根据自己所学的化学知识，经过多次试验，确定了最佳的硝、硫、炭比例，大大提高了火药的威力。
接下来是膛线技术的研发。在枪管和炮管内壁刻制螺旋状的膛线，是一项十分精细的工作，需要极高的工艺水平。李明远设计了一种专门的刻线工具，指导工匠们进行操作。一开始，工匠们并不熟练，刻制出来的膛线深浅不一，螺旋角度也不规范。李明远耐心地指导他们，不断调整工具和操作方法。经过一个多月的反复试验，工匠们终于掌握了刻制膛线的技术，能够刻制出规范的膛线。
最后是可拆卸弹丸和药筒的设计。李明远选用了优质的铜片，制作成圆柱形的药筒，将火药和弹丸装入药筒中，然后在药筒底部安装一个引信。使用时，只需将药筒装入火器的枪管或炮管中，点燃引信即可发射。这种设计不仅大大缩短了装填时间，还提高了火器的安全性和可靠性。
三个月后，第一批改进后的火铳和火炮终于研制成功。李明远立即向朱瞻基禀报，请求进行试验。朱瞻基十分重视，亲自带领兵部和工部的官员前往试验场地观看。
试验场地设在京城郊外的一片空地上。工匠们将改进后的火铳和火炮架好，瞄准远处的靶子。随着一声令下，火铳和火炮相继发射。只见弹丸呼啸着飞向靶子，精准地命中了目标。与原来的火器相比，改进后的火器射程更远，精度更高，装填速度也快了很多。
朱瞻基和众官员看了，都露出了震惊和喜悦的表情。张本激动地说道：皇上！李侍郎改进的火器实在是太厉害了！有了这样的火器，我军定能大败蒙古骑兵！
朱瞻基高兴地说道：好！好！李爱卿，你立了大功！朕要重赏你！他当即下旨，册封李明远为奉天翊卫推诚宣力武臣，赐爵为伯，食禄一千石。同时，下旨工部大规模生产改进后的火器，装备明朝军队。
李明远连忙跪下谢恩：谢皇上隆恩！草民只是做了自己该做的事情。
就在明朝大规模生产新型火器的时候，北部边境传来了紧急军情。蒙古瓦剌部的首领脱欢率领三万骑兵，侵扰明朝的大同镇，烧杀抢掠，无恶不作。大同镇守将连忙向朝廷求援。
朱瞻基得知消息后，十分愤怒。他立即召集大臣们商议对策。张本说道：皇上，瓦剌部骑兵骁勇善战，我军应派遣大军前往增援，一举击退瓦剌部的进攻。
李明远说道：皇上，如今我军的新型火器已经开始大规模生产，不如调拨一批新型火器给大同镇守将，让他们利用新型火器抗击瓦剌部骑兵。同时，派遣一支精锐部队前往增援，内外夹击，定能大败瓦剌部。
朱瞻基采纳了李明远的建议。他下旨调拨五千支改进后的火铳和五十门改进后的火炮给大同镇守将，又任命成国公朱勇为总兵官，率领三万大军前往大同增援。
朱勇率领大军抵达大同后，与大同镇守将汇合。他立即召开军事会议，商议作战方案。大同镇守将说道：将军，瓦剌部骑兵来去如风，我们的步兵和骑兵很难追上他们。不过，我们现在有了新型火器，或许可以利用火器的优势，设下埋伏，打击瓦剌部骑兵。
朱勇点了点头，说道：这个主意不错。我们可以挑选一处有利地形，设下埋伏，将瓦剌部骑兵引入埋伏圈，然后用新型火器对他们进行打击。
随后，朱勇和大同镇守将带领军队，在瓦剌部骑兵必经的一处山谷中设下了埋伏。他们将五千支火铳手和五十门火炮布置在山谷两侧的山坡上，又派一支小部队前去诱敌。
脱欢得知明朝军队前来增援，心中十分不屑。他认为明朝军队的战斗力低下，根本不是自己的对手。当他看到明朝的诱敌部队时，立即率领骑兵追击。
当瓦剌部骑兵进入山谷后，朱勇一声令下，山谷两侧的火铳手和火炮手立即开火。新型火铳和火炮的威力果然名不虚传，弹丸呼啸着飞向瓦剌部骑兵，一排排的瓦剌部骑兵倒在了血泊中。瓦剌部骑兵被这突如其来的打击打得晕头转向，纷纷四处逃窜。
朱勇见状，立即下令军队出击。明朝军队的步兵和骑兵从山谷两侧冲杀出来，与瓦剌部骑兵展开了激烈的战斗。瓦剌部骑兵虽然骁勇善战，但在新型火器的打击下，已经失去了往日的威风，很快就败下阵来。
脱欢率领残部狼狈逃窜，明朝军队大获全胜。此役，明朝军队共歼灭瓦剌部骑兵一万余人，俘虏三千余人，缴获了大量的马匹、牛羊和武器装备。
大同大捷的消息传到京城后，朱瞻基龙颜大悦。他下旨重赏朱勇和大同镇守将，同时再次嘉奖李明远：李爱卿改进的火器，为我大明立下了汗马功劳。朕要封你为侯爵，食禄两千石！
李明远的地位越来越高，声望也越来越大。但他并没有因此而骄傲自满，反而更加谨慎。他知道，随着自己的地位不断提升，身边的敌人也越来越多。很多保守的官员对他的改革措施十分不满，认为他的做法违背了祖宗之法，纷纷在暗中诋毁他。
一天，李明远在朝堂上提出，要进一步改进明朝的冶铁技术，提高铁的产量和质量，为大规模生产火器和农具提供保障。他的提议立即遭到了一些保守官员的反对。
礼部尚书胡濙说道：皇上，祖宗之法不可违。我朝的冶铁技术已经沿用多年，何必轻易更改？李侍郎的做法，恐怕会引起不必要的麻烦。
李明远反驳道：胡尚书此言差矣。时代在发展，技术也应该不断进步。我朝现有的冶铁技术效率低下，铁的产量和质量都难以满足朝廷的需求。如果能够改进冶铁技术，提高铁的产量和质量，不仅可以为军队提供更多更好的武器装备，还可以为农民提供更多更好的农具，促进农业生产的发展。
朱瞻基沉思片刻，说道：李爱卿说得有道理。技术革新是强国之本。朕支持你改进冶铁技术。所需人力物力，你可直接向工部和户部禀报。
得到皇上的支持后，李明远立即开始着手改进冶铁技术。他知道，明朝现有的冶铁技术主要是土法炼铁，效率低下，铁的质量也很差。他决定引入现代的高炉炼铁技术，提高冶铁效率和铁的质量。
李明远设计了一种新型的高炉，采用了鼓风设备和余热利用技术，大大提高了冶铁的温度和效率。他还改进了铁矿石的筛选和冶炼工艺，去除了铁矿石中的杂质，提高了铁的纯度。
经过半年的努力，新型高炉终于建成并投入使用。与原来的土法炼铁相比，新型高炉的冶铁效率提高了十倍，铁的质量也有了很大的提升。消息传到宫中，朱瞻基十分高兴，再次下旨嘉奖李明远。