由于设备落后,场地狭小,只能进行简单的枪械修理。很快,这样的军械厂就不能满足奉军发展的需求,张作霖准备扩建奉天军械厂,取名东三省兵工厂,又名沈阳兵工厂。
东三省兵工厂占地3200多亩,是当时中国规模最大、技术最先进、产能最大的兵工厂。如果从规模来看,东三省兵工厂也是当时亚洲最大的兵工厂。鼎盛时期的兵工厂,拥有枪厂、枪弹厂、炮厂、炮弹厂、火药厂、铸造厂、火具厂、兵器厂8大工厂,还有发电厂。
据不完全统计,到1931年“九一八事变”前,东三省兵工厂可以生产各式步枪6万多支,轻重机枪1000多挺,野炮、山炮、重炮共150门,枪弹近2亿发,各式炮弹20多万发,以及大量的新型炸药等。
关于这座兵工厂,坊间流传着这样一个说法,这座兵工厂是从赌场上赢回来的。一战结束后,为了赔款,德国被迫将生产武器的设备变卖。张作霖得知后,立即派出韩麟春带着50万元去上海购买机器设备。
韩麟春带着部下来到上海后,却把50万元在赌场上输掉了。怎么办?韩麟春怀着忐忑心情发报给张作霖,让韩麟春意外的是张作霖竟然当即汇款100万元,50万元用作赌场回本,剩余50万元则用于购买机器设备。
有了张作霖的100万元,韩麟春士气大振,结果不仅还多赢了50万元,因此有人说东三省兵工厂是赢回来的。然而,这座曾让日本胆寒害怕眼红的兵工厂,在“九一八事变”的当晚就被日军轻易占领,兵工厂内的所有武器弹药及各种武器全部被日军掠夺。至此,张作霖苦心经营的兵工厂尽落日本人之手。